卸荷条件下大理岩力学特性试验及数值模拟研究

发布时间：2021-06-06 01:01

　　在深部地下开采和地下工程建设当中,开挖往往会造成岩体在一个或两个方向上的卸荷,随着埋藏深度的不断增加,岩体存储的弹性能越来越高,开挖卸荷容易造成能量的突然、急剧释放,岩体失稳诱发岩爆等地质灾害,对人员、设备、工程的安全产生巨大的威胁。本文以深部岩体开挖卸荷为工程背景,开展了不同初始应力下的真三轴卸荷试验和RFPA^3D数值模拟研究,分析了大理岩的力学特性和能量演化规律,分析了岩爆与能量释放之间的关系。主要研究成果如下:（1）进行了不同初始应力下的大理岩真三轴卸荷试验,分析了岩石的变形、强度、破坏特性以及声发射等参数的变化规律。研究发现:大理岩呈现典型的“塑-弹-塑”性,真三轴卸荷作用下的岩石强度相比单轴试验有所提高;岩样为板裂破坏和剪切破坏共生的模式;多类声发射参数变化趋势基本一致,卸荷作用会导致声发射数值骤升。（2）运用RFPA^3D软件进行真三轴卸荷试验模拟,结果表明:岩石损伤程度与加载步呈正比,卸荷作用对岩石损伤程度的加重十分明显;岩石损伤发展的空间顺序为先孔硐（巷道）及岩石表面再到岩石内部;岩石破坏类型以剪切破坏为主,与室内力学试验相同。... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：118 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

真三轴电液伺服诱变（扰动）试验系统

9图 2.2 DH3817 动静态应变数据采集箱ig 2.2 DH3817 dynamic and static strain data collection

声发射探头Fig2.3Acousticemissionprobe

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同采深煤(岩)体岩爆过程模拟分析[J]. 崔铁军,李莎莎,王来贵,马云东.  计算力学学报. 2017(03)
[2]基于偏应力场的巷道围岩破坏特征及工程稳定性控制[J]. 余伟健,吴根水,袁超,王平,杜少华.  煤炭学报. 2017(06)
[3]冲击性岩石应力状态与声发射信号频率特征相关性研究[J]. 曾鹏.  岩石力学与工程学报. 2017(06)
[4]中生代砂岩细观结构对强度和能量耗散的影响[J]. 赵永川,刘洪磊,杨天鸿,徐涛,李杨,侯宪港,秦涛.  煤炭学报. 2017(02)
[5]“深部岩体力学与开采理论”研究构想与预期成果展望[J]. 谢和平.  工程科学与技术. 2017(02)
[6]卸荷诱发巷道模型岩爆的发生机理实验研究[J]. 刘祥鑫,梁正召,张艳博,姚旭龙,李海洋.  工程地质学报. 2016(05)
[7]岩石变形破坏各阶段强度特征值确定方法[J]. 高美奔,李天斌,孟陆波,陈国庆,陈超,廖安杰,罗凯.  岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[8]开挖卸荷诱导的高储能岩体能量动态释放过程研究[J]. 范勇,卢文波,周宜红,严鹏,陈明.  岩石力学与工程学报. 2016(S2)
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[10]基于真三轴加卸载试验的岩爆孕育演化数值模拟[J]. 林芊君,张晓君,李海洲,郑怀昌.  矿业研究与开发. 2016(06)

博士论文
[1]岩石变形破坏过程中的能量演化机制[D]. 张志镇.中国矿业大学 2013
[2]应变岩爆的岩体刚度效应研究[D]. 程骋.中国矿业大学（北京） 2013
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[4]基于模拟的水岩耦合变形破坏过程及机理研究[D]. 李根.大连理工大学 2011
[5]深井矿山地震活动与岩爆监测及预测研究[D]. 唐礼忠.中南大学 2008
[6]三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究[D]. 梁正召.东北大学 2005

硕士论文
[1]循环荷载下裂隙岩体能量演化及损伤特性试验研究[D]. 白仕红.成都理工大学 2015
[2]不同加卸荷应力路径下大理岩破坏过程的能量演化机制与本构模型研究[D]. 高速.青岛理工大学 2013



本文编号：3213267