含单裂纹真实岩石试件断裂模式的力学试验研究

发布时间：2017-07-31 10:27

  本文关键词：含单裂纹真实岩石试件断裂模式的力学试验研究

  更多相关文章： 岩石力学 断裂模式 应力降 翼裂纹 次生裂纹 最大径向剪应力准则

【摘要】：为研究岩石单裂纹试样断裂特性,通过在真实岩石试样中预制了45°单裂纹,基于MTS815.03电液伺服岩石试验机,进行围压分别为0,5,10 MPa的力学试验,分析围压对裂纹扩展断裂模式的影响规律,根据断裂力学理论建立裂纹扩展力学模型,基于最大径向剪应力准则获得次生裂纹理论起裂角。结果表明:(1)裂纹初始断裂时具有明显的前兆信息,在全应力 应变曲线上表现为明显的应力降现象;(2)试验结果中观察到了Ⅰ型翼裂纹、Ⅱ型反翼裂纹以及Ⅱ型次生共面裂纹,试验中得翼裂纹起裂角为68°~73°,反翼倾斜裂纹起裂角为-119°~-125°,裂纹起裂角理论结果为0°,70.5°,-123.8°,试验结果与理论计算结果基本相符;(3)起裂应力为峰值应力的90%~95%,细砂岩试样抗压强度峰值与围压存在较好的线性关系,拟合得σ_c=2.69σ_3+61.9,相关系数R~2=0.97;(4)裂纹断裂具有明显的围压效应,围压为0 MPa时,断裂模式为翼裂纹和次生倾斜反翼裂纹,翼裂纹以弯曲路径扩展,扩展渐近线朝向轴向加载方向,反翼裂纹近直线扩展;围压为5 MPa时,试样为反翼裂纹断裂模式;围压为10 MPa时,试样为反翼裂纹与次生共面裂纹断裂模式。
【作者单位】： 山东科技大学矿业与安全工程学院;中国矿业大学地球科学与测绘工程学院;
【关键词】： 岩石力学 断裂模式 应力降 翼裂纹 次生裂纹 最大径向剪应力准则
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51274135,51034003,51428401)~~
【分类号】：TU458
【正文快照】： 1引言由于我国煤田地质条件类型多,构造复杂,矿井底板突水隐蔽致灾因素与机制多变,特别是随着深部资源的大规模开发,水害防治形势依然十分严峻,底板突水预测与评价、采动岩体裂隙动态演化规律、深部矿井突水动力灾害致灾机制和触发条件仍将是我国防治水研究内容的发展趋势[1]

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本文编号：598711