硬岩岩爆弹射破坏过程试验研究
发布时间：2020-01-17 20:53
【摘要】：岩爆是由于地下工程开挖扰动而导致岩体发生应力集中,当应力集中超过岩体本身所能承受的强度时,岩体就会发生破坏,岩体中的弹性能被迅速释放出来,而产生的弹射、抛射现象。岩爆往往产生较大的破坏性,对地下工程的稳定、施工人员的人身安全以及设备的安全都有不利的影响。本文进行了单轴压缩试验与单面临空真三轴压缩试验,利用高速摄像机记录整个试验过程,从破坏特征、能量演化过程特征、能量转化特征以及岩爆能量机理这4个方面进行分析,得到以下主要研究成果：(1)通过单轴岩爆与单面临空真三轴压缩岩爆的破坏现象进行分析,结果表明单轴岩爆的破坏特征：岩石在破坏前没有明显征兆；破坏时具有弹射现象,弹射块体较多,粉末较少；破碎程度较高；破坏模式为张拉-剪切破坏。单面临空真三轴压缩岩爆的破坏过程特征：岩石在破坏前有明显的征兆；弹射块体数量较少,粉末较多；破坏之后仍有一定的承载力,出现V型坑,破碎程度较低；其破坏模式为张拉-剪切破坏。(2)通过对单轴压缩岩爆试验与单面临空真三轴压缩岩爆试验的能量演化过程研究分析,得出两者的能量演化规律：在压密阶段弹性能的增长速率要大于耗散能的增长速率；在弹性阶段,弹性能的增长速率要远远大于耗散能的增长速率；在裂纹发展阶段时,对于单轴压缩岩爆试验而言,弹性能的增长速率要远大于耗散能的增长速率,而对于单面临空真三轴压缩岩爆试验而言,弹性能的增长速率要小于耗散能的增长速率。(3)通过对单轴岩爆试验与单面临空真三轴压缩岩爆试验的能量特征进行分析,可知弹性能的转化率要远远大于峰前的耗散能的转化率与峰后的耗散能的转化率。(4)本文基于单轴压缩试验与单面临空真三轴压缩试验的基础上,对岩爆能量机理进行探讨,发现弹性能和耗散能对岩爆的影响很大。如果弹性能的转化率越高,耗散能的转化率越低,那么岩石发生岩爆的可能性就越高。
【图文】：
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本文编号：2570749
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