扰动诱发高应力岩体开挖卸荷围岩失稳机制
赵光明
许文松
孟祥瑞
刘崇岩
1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南2320012.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南2320013.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南2320014.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232001
摘要：地下开挖过程中高应力区域围岩易发生动力破坏,对地下工程施工人员及施工设备构成了重大威胁.采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对砂岩进行单面卸荷扰动试验,研究高应力岩体开挖单面卸荷围岩渐进性破坏规律,分析不同初始应力、不同扰动振幅、不同扰动频率静动组合条件下高应力岩体单面卸荷力学、破坏特征.结果 表明:①单面瞬时卸荷时,轴向应变存在瞬时回弹-压缩流变现象,轴向应力越大,回弹量越小,压缩量越大;②随着第二主应力的增大,破坏强度呈现一个先升高后降低的一个过程,第二主应力为20 MPa处是破坏强度的转折点;③高应力岩体单面卸荷破坏为拉伸-劈裂-剪切复合破坏,第二主应力对卸荷破坏的最终形态呈现着关键因素,在第二主应力为10 MPa时,试样出现拉伸-劈裂-剪切裂纹,随着第二主应力的增加,试样内部剪切现象逐渐消失,出现的劈裂裂纹增加,在第二主应力为20 MPa时,试样内部基本全部处于劈裂破坏;④动静组合作用下,静载的大小与岩样的强度是决定破坏的主要因素,同等扰动条件下,当静载为破坏强度的80％时,破坏强度为148.6 MPa,静载为破坏值的90％时,岩样的整体破坏强度为142.4 MPa,静载越大岩体破坏所需的触发能量越小破坏值越低,静载相同时,随着扰动振幅、频率的增加,岩体的破坏强度越低,对高应力岩体开挖卸荷围岩支护理论起到了重要的作用.
关键词：单面卸荷扰动动静组合失稳机制
分类号：TD322(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0603003)国家自然科学基金(51974009)国家自然科学基金(51674008)
论文发表日期：2020-03-28
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：13( 936-948 )
英文信息