复杂预应力路径和异源动力扰动下岩石破裂机制研究
发布时间：2021-01-11 01:46
地下工程围岩承受载荷的形式为真三轴卸–加载后的扰动载荷,在频繁扰动载荷作用下围岩易出现物理力学性能劣化,进而诱发岩爆等工程灾害。基于地下工程围岩复杂受力环境,利用自制的岩石真三轴扰动诱变试验系统,开展复杂真三轴预应力路径和局部异源扰动载荷作用下花岗岩破裂试验。试验结果表明,在特定的应力状态下,在较大幅值的局部异源扰动载荷下花岗岩发生剧烈破坏,破裂模式为劈裂拉伸破坏。利用PFC3D精确再现室内试验并研究岩石扰动破裂的微观机制,研究结果表明:岩石内部的颗粒黏结从扰动载荷作用处开始破坏,当扰动载荷的幅值为150,200,250 k N时,破坏颗粒黏结数趋于稳定,最终岩石未发生整体破坏;但扰动载荷幅值等于300 k N时,破坏黏结数从施加扰动载荷位置扩散至试件整体,岩石扰动破坏由剪切破坏逐渐转变为拉伸破坏,最后发生试件整体破坏,室内试验与数值模拟结果相一致。
【文章来源】：岩石力学与工程学报. 2015,34(S2)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
岩石真三轴扰动加载示意图
①加载1或1，3；②沿1向施加动载砂岩50×50强度及变形特征等叶洲元等[21]常规三轴卸载+异源动载荷①加载1，3；②卸载3；③沿1向施加动载砂岩50×50应力–应变；破裂过程；碎片分布等Z.Q.Yin等[22]注：同源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相同；异源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相互独立。(a)真三轴预应力加载(b)扰动载荷加载图1岩石真三轴扰动加载示意图Fig.1Loadingschematicdiagramoftruetriaxialstressanddynamicdisturbance(a)未破裂(b)诱导致裂图2不同扰动载荷下岩石破裂情况Fig.2FracturephotosofrockunderdifferentdisturbanceloadsYZ岩石试件放落卸载变形引申计环型缸YZX扰动作动器扰动连接杆扰动杆YZ静载作动器模具时间/sFkN/岩石试件
①加载1或1，3；②沿1向施加动载砂岩50×50强度及变形特征等叶洲元等[21]常规三轴卸载+异源动载荷①加载1，3；②卸载3；③沿1向施加动载砂岩50×50应力–应变；破裂过程；碎片分布等Z.Q.Yin等[22]注：同源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相同；异源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相互独立。(a)真三轴预应力加载(b)扰动载荷加载图1岩石真三轴扰动加载示意图Fig.1Loadingschematicdiagramoftruetriaxialstressanddynamicdisturbance(a)未破裂(b)诱导致裂图2不同扰动载荷下岩石破裂情况Fig.2FracturephotosofrockunderdifferentdisturbanceloadsYZ岩石试件放落卸载变形引申计环型缸YZX扰动作动器扰动连接杆扰动杆YZ静载作动器模具时间/sFkN/岩石试件
【参考文献】：
期刊论文
[1]真三轴卸载试验中岩石的破裂特性（英文）[J]. 杜坤,李夕兵,李地元,翁磊. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(02)
[2]侧向扰动下高应力岩石的声发射特性与破坏机制[J]. 周子龙,李国楠,宁树理,杜坤. 岩石力学与工程学报. 2014(08)
[3]高地应力硬岩矿山诱导致裂非爆连续开采初探——以开阳磷矿为例[J]. 李夕兵,姚金蕊,杜坤. 岩石力学与工程学报. 2013(06)
[4]深埋大理岩脆性破裂细观特征分析[J]. 刘宁,张春生,褚卫江,吴旭敏. 岩石力学与工程学报. 2012(S2)
[5]围压卸载下高应力岩石动力扰动的破坏特性(英文)[J]. 殷志强,李夕兵,金解放,贺显群,杜坤. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[6]多轴应力对深埋硬岩破裂行为的影响研究[J]. 潘鹏志,冯夏庭,邱士利,周辉. 岩石力学与工程学报. 2011(06)
[7]三轴压缩岩石动静组合强度及变形特征的研究[J]. 叶洲元,李夕兵,周子龙,尹土兵,刘希灵. 岩土力学. 2009(07)
[8]深部岩体工程围岩分区破裂化现象研究综述[J]. 钱七虎,李树忱. 岩石力学与工程学报. 2008(06)
[9]高地应力下岩石的真三轴试验研究[J]. 陈景涛,冯夏庭. 岩石力学与工程学报. 2006(08)
[10]红砂岩真三轴压力试验与岩石强度极限统计[J]. 陶振宇,高延法. 武汉水利电力大学学报. 1993(04)
本文编号：2969827
【文章来源】：岩石力学与工程学报. 2015,34(S2)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
岩石真三轴扰动加载示意图
①加载1或1，3；②沿1向施加动载砂岩50×50强度及变形特征等叶洲元等[21]常规三轴卸载+异源动载荷①加载1，3；②卸载3；③沿1向施加动载砂岩50×50应力–应变；破裂过程；碎片分布等Z.Q.Yin等[22]注：同源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相同；异源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相互独立。(a)真三轴预应力加载(b)扰动载荷加载图1岩石真三轴扰动加载示意图Fig.1Loadingschematicdiagramoftruetriaxialstressanddynamicdisturbance(a)未破裂(b)诱导致裂图2不同扰动载荷下岩石破裂情况Fig.2FracturephotosofrockunderdifferentdisturbanceloadsYZ岩石试件放落卸载变形引申计环型缸YZX扰动作动器扰动连接杆扰动杆YZ静载作动器模具时间/sFkN/岩石试件
①加载1或1，3；②沿1向施加动载砂岩50×50强度及变形特征等叶洲元等[21]常规三轴卸载+异源动载荷①加载1，3；②卸载3；③沿1向施加动载砂岩50×50应力–应变；破裂过程；碎片分布等Z.Q.Yin等[22]注：同源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相同；异源动载荷：静载系统和动载系统的动力源相互独立。(a)真三轴预应力加载(b)扰动载荷加载图1岩石真三轴扰动加载示意图Fig.1Loadingschematicdiagramoftruetriaxialstressanddynamicdisturbance(a)未破裂(b)诱导致裂图2不同扰动载荷下岩石破裂情况Fig.2FracturephotosofrockunderdifferentdisturbanceloadsYZ岩石试件放落卸载变形引申计环型缸YZX扰动作动器扰动连接杆扰动杆YZ静载作动器模具时间/sFkN/岩石试件
【参考文献】：
期刊论文
[1]真三轴卸载试验中岩石的破裂特性（英文）[J]. 杜坤,李夕兵,李地元,翁磊. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(02)
[2]侧向扰动下高应力岩石的声发射特性与破坏机制[J]. 周子龙,李国楠,宁树理,杜坤. 岩石力学与工程学报. 2014(08)
[3]高地应力硬岩矿山诱导致裂非爆连续开采初探——以开阳磷矿为例[J]. 李夕兵,姚金蕊,杜坤. 岩石力学与工程学报. 2013(06)
[4]深埋大理岩脆性破裂细观特征分析[J]. 刘宁,张春生,褚卫江,吴旭敏. 岩石力学与工程学报. 2012(S2)
[5]围压卸载下高应力岩石动力扰动的破坏特性(英文)[J]. 殷志强,李夕兵,金解放,贺显群,杜坤. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[6]多轴应力对深埋硬岩破裂行为的影响研究[J]. 潘鹏志,冯夏庭,邱士利,周辉. 岩石力学与工程学报. 2011(06)
[7]三轴压缩岩石动静组合强度及变形特征的研究[J]. 叶洲元,李夕兵,周子龙,尹土兵,刘希灵. 岩土力学. 2009(07)
[8]深部岩体工程围岩分区破裂化现象研究综述[J]. 钱七虎,李树忱. 岩石力学与工程学报. 2008(06)
[9]高地应力下岩石的真三轴试验研究[J]. 陈景涛,冯夏庭. 岩石力学与工程学报. 2006(08)
[10]红砂岩真三轴压力试验与岩石强度极限统计[J]. 陶振宇,高延法. 武汉水利电力大学学报. 1993(04)
本文编号：2969827
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