卸荷诱发巷道模型岩爆的发生机理实验研究

发布时间：2017-09-10 18:13

  本文关键词：卸荷诱发巷道模型岩爆的发生机理实验研究

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【摘要】：以"巷道-围岩"系统为研究对象,以水平应力卸荷操作模拟工程现场的巷道周边矿岩开挖卸荷作用,再现了巷道卸荷岩爆。实验结果指出,巷道卸荷岩爆经历了"平静期→小颗粒弹射→片状剥离→片状剥落"的演化过程,在巷道内壁产生"岩爆→应力调整→应力调整失败→再次岩爆"的多次岩爆过程,最终形成"V"字型岩爆坑。卸荷条件下,不同水平应力的巷道模型岩爆将产生不同的破坏,形成了不同的破裂面。理论推导得出卸荷前巷道围岩的应力分布规律,运用修正Griffith破坏准则,计算了不同水平应力(8.9MPa、13.3MPa、17.8MPa)卸荷后巷道围岩发生岩爆破坏的竖向起裂应力,构建了巷道边壁"V"字型岩爆坑的计算模型。研究得出水平应力存在一个影响竖向承载能力的应力点(13.3MPa),当水平应力小于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈正相关;当水平应力大于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈负相关。对左右边壁应变能累积区域的信息进行量化处理,得出相较8.9MPa和17.8MPa,水平应力为13.3MPa的左右边帮应变能集中区域的累积能量最大,集中区域与边壁的距离最短。
【作者单位】： 华北理工大学矿业工程学院;大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心;
【关键词】： 岩石力学 卸荷 巷道模型 岩爆
【基金】：国家重大基础研究发展计划(973)项目(2014CB047100) 国家自然科学基金项目(51374088;51574102;51604117) 河北省钢铁联合基金项目(E2016209357)资助
【分类号】：TD322
【正文快照】： 0引言在坚硬、脆性岩体的地下巷道中,对巷道周边岩体进行开挖操作,将对巷道产生卸荷扰动,导致围岩应力重分布,继而出现应力集中。若岩体内储存的弹性应变能突发性的急剧释放,产生爆裂松脱、岩屑剥落、岩块弹射等动力学现象,称之为岩爆(中国科协学会学术部,2011)。任何破坏的发

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本文编号：825850