单轴应力状态下石灰岩体静态破碎裂纹演化规律及应用

发布时间：2018-12-10 13:07

【摘要】：为了研究静态破碎过程中裂纹演化规律,采用真三轴岩石力学试验机对200 mm×200 mm×200 mm的立方体石灰岩试样进行了单轴应力状态下静态破碎试验,并利用声发射空间定位技术对静态破碎过程中裂纹起裂与扩展进行监测。结果表明:单轴应力下裂纹起裂位置为钻孔中下部,并先后形成两组裂纹,每组裂纹沿孔壁对称分布并大致成一直线;两组裂纹的扩展速率均先快后慢,分为快速增长和快速下降两个阶段,并且下降阶段的裂纹扩展速率小于增长阶段扩展速率;先生裂纹的扩展速度大于后生裂纹;每条裂纹的扩展速度具有方向的差异性,即平行孔轴向方向大于与垂直孔轴向方向;基于弹性力学、断裂力学理论,建立了静态破碎剂作用力与裂纹扩展半径的关系,并通过试验结果验证了该模型的合理性。将研究结果应用于某高瓦斯矿实际地质条件下的强制放顶工程中,确定了静态破碎强制放顶的基本参数,获得了良好的工业效果。
[Abstract]:In order to study the law of crack evolution during static crushing, the static crushing tests of cubic limestone samples with 200 mm 脳 200 mm were carried out under uniaxial stress by using true triaxial rock mechanics test machine. The crack initiation and propagation during static crushing are monitored by acoustic emission spatial positioning technique. The results show that the crack initiation position is the middle and lower part of the borehole under uniaxial stress, and two groups of cracks are formed successively. Each group of cracks distributes symmetrically along the hole wall and is approximately a straight line. The growth rate of the two groups of cracks is first fast and then slow, which can be divided into two stages: rapid growth and rapid decline, and the growth rate of the crack in the descending stage is smaller than that in the growth stage, and the propagation speed of the mister crack is larger than that of the secondary crack. The propagation speed of each crack is different in direction, that is, the axial direction of parallel hole is larger than that of vertical hole. Based on the theory of elastic mechanics and fracture mechanics, the relationship between static fracturing agent force and crack propagation radius is established, and the rationality of the model is verified by the experimental results. The research results are applied to the forced roof caving project under the actual geological conditions of a high gas mine. The basic parameters of static crushing forced roof caving are determined and good industrial results are obtained.
【作者单位】： 太原理工大学矿业工程学院;重庆安全技术职业学院安全工程系;山西工程技术学院采矿工程系;
【基金】：山西省科技重大专项资助项目(20121101009-03) 国家自然科学基金资助项目(51422404,51174142)
【分类号】：TU452

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2370621