砂岩试件加载-卸荷-加载损伤弱化试验分析
本文选题:加载-卸荷-加载 + 能量积聚 ; 参考:《煤炭学报》2016年12期
【摘要】:为研究深部巷道围岩开挖和回采全过程中岩体强度的弱化规律,通过对砂岩试件进行不同加载速率的单轴加载、不同围压的三轴加载以及不同程度的三轴加载-卸荷-单轴加载试验对砂岩试件在加载、卸荷和再加载过程中的损伤、弱化机理进行研究。结果表明:试件的峰值强度与加载速率之间呈幂函数关系,与围压之间呈线性关系,加载速率和围压越大,砂岩试件强度越高。砂岩在三轴加载-卸荷-单轴加载时试件最终破坏形态与其受载历史无关,与岩石的最终受力状态相关。岩石的最终强度与其受载速率、围压大小和加卸-载扰动等受载历史相关,初始轴压越大加载速率越小试件的初始损伤越大,卸载后再加载的最终强度越小。此外,提出了基于能量密度的岩石损伤度指标和一种基于加载过程状态的强度弱化计算方法,经计算验证该方法是可行的。
[Abstract]:In order to study the weakening law of rock mass strength in the whole process of excavation and mining of deep roadway surrounding rock, the sandstone specimen was subjected to uniaxial loading with different loading rates. The damage and weakening mechanism of sandstone specimens during loading unloading and reloading are studied by triaxial loading with different confining pressures and triaxial load-unloading uniaxial loading tests. The results show that there is a power function relationship between the peak strength and the loading rate of the specimen, and a linear relationship between the peak strength and the confining pressure. The higher the loading rate and the confining pressure, the higher the strength of the sandstone specimen. The ultimate failure pattern of sandstone under triaxial loading unloading uniaxial loading has nothing to do with its loading history and is related to the ultimate stress state of rock. The ultimate strength of rock is related to its loading rate, confining pressure and loading disturbance. The higher the loading rate of the rock is, the greater the initial damage of the specimen is, and the smaller the ultimate strength of the specimen is after unloading. In addition, a rock damage index based on energy density and a strength weakening method based on the state of loading process are proposed. The calculation results show that the method is feasible.
【作者单位】: 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点试验室;南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室;湖南科技大学页岩气资源利用湖南省重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金重点资助项目(51434006);国家自然科学基金面上资助项目(51374106) 页岩气资源利用湖南省重点实验室开放基金资助项目(E1641)
【分类号】:TD315
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 何学秋;周广来;刘贞堂;;含瓦斯煤突出的能量耗散过程及非接触预测[J];煤炭科学技术;1993年12期
2 朱维申,程峰;能量耗散本构模型及其在三峡船闸高边坡稳定性分析中的应用[J];岩石力学与工程学报;2000年03期
3 Gary R.Hamed;赵军;;硫化橡胶的能量耗散和断裂[J];橡胶参考资料;1992年06期
4 朱泽奇;盛谦;肖培伟;刘继国;;岩石卸围压破坏过程的能量耗散分析[J];岩石力学与工程学报;2011年S1期
5 尹土兵;李夕兵;叶洲元;宫凤强;周子龙;;温 压耦合及动力扰动下岩石破碎的能量耗散[J];岩石力学与工程学报;2013年06期
6 曾祥钦;再议ΔS_系+ΔS_环≥0不能判断过程方向[J];贵州工业大学学报;1999年03期
7 孙岳霆;许骏;李一兵;徐晓庆;刘成;;前处理温度与氯化钠浓度对ZSM-5沸石能量耗散特性的影响[J];无机材料学报;2014年05期
8 陈建康,黄筑平;高三轴应力条件下粒子填充粘弹性材料的能量耗散[J];工程力学;2004年03期
9 罗文波;含缺陷物体形变过程中的能量耗散及其分形分析[J];湘潭大学自然科学学报;1997年04期
10 安丰江;吴成;王宁飞;;水下爆炸能量耗散特性分析研究[J];北京理工大学学报;2011年04期
相关会议论文 前5条
1 朱震刚;郭丽君;尚淑英;;能量耗散技术探索液态物质结构的新进展[A];第八届全国内耗与力学谱会议论文集[C];2006年
2 张宏剑;刘才山;;球盘多点碰撞系统实验研究与应用[A];第七届全国多体系统动力学暨第二届全国航天动力学与控制学术会议会议论文集[C];2011年
3 苏卫东;;液体暂态流动过程中能量耗散的特性[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
4 姚立宁;何军拥;张伟彪;李为洁;;纤维编织物混凝土能量耗散研究[A];工业建筑(2009·增刊)——第六届全国FRP学术交流会论文集[C];2009年
5 贾丽斯;陈栋;盘薇;薛郁;;道路瓶颈处交通拥堵的能量耗散的研究[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——B水动力学基础[C];2014年
相关博士学位论文 前2条
1 李斌;基于能量耗散的金属疲劳损伤表征及寿命预测[D];西北工业大学;2014年
2 王伟;基于能量耗散原理的土与结构接触面模型研究及应用[D];河海大学;2006年
相关硕士学位论文 前2条
1 李娜;基于能量耗散理论的疲劳试验研究[D];西北工业大学;2006年
2 井晓茹;基于符号转移熵和平均能量耗散的睡眠分期分析[D];南京邮电大学;2012年
,本文编号:1774689
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/1774689.html