孔洞裂隙砂岩声发射特性与能量演化过程的多尺度关联性分析
李学龙1
陈德友1
刘淑敏1
陈绍杰1
冯帆1
李忠辉2
王恩元2
翟明华1
1.山东科技大学 能源与矿业工程学院,山东 青岛 2665902.中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116
摘要：为探究不同孔洞、裂隙下砂岩受载断裂失稳的力学特性、能量演化及声发射特征,对临沂山区红砂岩试样开展了不同孔洞直径、裂隙倾角条件下的单轴压缩试验,基于最小能量理论和坚固体假说,分析不同试件应力-应变曲线、能量演化规律及声发射特征.研究表明:裂隙扩展贯通会导致砂岩失稳破坏,不同孔洞直径、裂隙倾角下砂岩体力学性质不同.砂岩的应力随裂隙倾角先降后升,孔洞直径增大使应力降低,但降幅小;应变随裂隙倾角呈现"M"型变化.砂岩应变能随加载过程呈现慢增、快增、峰后稳定规律,裂隙增大时应变能先降后升.砂岩加载时声发射能量断续增长,达到应力峰值前有"平静期"现象,破坏后声发射能量最大,声发射能量与应变能呈幂函数关系.提出了裂隙岩体扰动失稳破坏的假说,坚固体断裂后,扰动导致自组织临界状态的砂岩失稳破坏,并通过声发射定位和实际裂隙扩展规律进行了验证.研究成果对于裂隙砂岩的稳定性监测预警及灾害防治具有重要的理论意义与实用价值.
关键词：裂隙砂岩应变能声发射能量坚固体自组织
分类号：TD322(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52104204)国家自然科学基金(52204226)国家自然科学基金(52274087)山东省自然科学基金资助项目(ZR2024ME097)山东省自然科学基金资助项目(ZR2022QE243)泰山学者工程资助项目(tsqnz20221140)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-05（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 170-186 )
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