基于CT扫描岩石蠕变扰动特性单轴压缩试验研究
王波1
陆长亮1
崔峰2
张震3
1.华北科技学院 应急技术与管理学院,河北 三河 1016012.西安科技大学 能源学院,陕西 西安 7100543.武汉科技大学 资源与环境工程学院,湖北 武汉 430081
摘要：工程深部开采活动中,岩石周围应力环境较为复杂,且对扰动作用极为敏感.在已经提出的岩石"蠕变扰动效应"以及"强度极限邻域"概念的前提下,利用CT技术手段对岩石"强度极限邻域"内、外进行微观扫描探测,观察岩石内部损伤变化过程,同时运用单位像素坐标点建立孔隙之间距离,并结合工程实例得出以下结论:①分析横、纵应力-应变曲线可知,岩石在纵向与横向同时存在一个长期强度,且岩石进入横向长期强度优先纵向,但是通过CT扫描岩石内部孔隙结构变化可知,岩石纵向长期强度阈值相比横向更准确;②通过分析岩石轴向CT扫描图,在轴压45 MPa时,岩石内部只出现新的较少孔隙结构,且内部孔隙并未出现相连贯通现象;而在轴压50 MPa时,未扰动时就可清楚看出岩石内部新的孔隙结构出现贯通现象,随着扰动的施加,岩石内部出现明显的裂痕条纹,说明岩石"强度极限邻域"为45～50 MPa,可知以纵向长期强度判断"强度极限邻域"更具有说服力;③对CT扫描后的岩石试件进行伪彩色处理,利用岩石像素特征点之间的距离建立孔隙之间的距离,通过分析轴压40 MPa与45 MPa下岩石扰动前后的像素特征点之间距离可知,其只是略微的增加或减少;而在轴压50 MPa下,岩石扰动前后像素特征点坐标值出现突增,像素特征点间的距离增加了214.27,说明岩石"强度极限邻域"为45～50 MPa,且岩石在此轴压时对扰动极为敏感;④结合工程实例分析,判断其岩石"强度极限邻域",通过应变曲线变化范围为工程实例及时提供有效预警,同时也为地下工程的岩石扰动提供理论依据.
关键词：CT扫描长期强度强度极限邻域像素距离孔隙之间距离横向变形纵向变形
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51774195)河北省自然科学基金面上资助项目(E2022508023)中央引导地方科技发展资金资助项目(226Z4101G)
论文发表日期：2023-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 39-49 )
英文信息