不同应力状态砂岩破裂机制对其应变能演化的影响规律
邓博知1
蒯振敏1
聂百胜1
莫连红2
蒋长宝1
彭守建1
柳先锋1
刘鹏1
焦冰洋1
1.重庆大学 煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室,重庆 400044;重庆大学 资源与安全学院,重庆 4000442.贵州安晟能源有限公司,贵州 贵阳 550000
摘要：深部岩石处于真三轴应力环境,岩石的应力状态主导其变形破坏特征.为研究砂岩在不同应力状态下的破坏形式和能量演化规律,开展了不同最小主应力下的砂岩加载试验,并监测其声发射信号,分析砂岩的应力—应变关系和能量演化规律,讨论砂岩破裂机制对应变能类型及其演化的影响规律.结果表明,随着最小主应力的增大,砂岩峰值强度和残余强度随之增大,破坏前总应变能、弹性能和耗散能也随之升高,其中耗散能的比例随之增大.通过计算并绘制声发射波形上升时间与振幅的比值(RA值)、声发射计数与持续时间的比值(AF值)之间的关系曲线,以及观察裂隙形态发现,在最小主应力较低时砂岩为拉—剪复合破坏,随着最小主应力的增大逐渐以剪切破坏为主.在砂岩开始加载至破坏全过程中,耗散能和塑性剪切应变能曲线呈正相关关系,破坏前随着最小主应力的增大,曲线由非线性向线性转化,意味着塑性剪应变能逐渐主导能量的耗散;破坏后曲线呈线性增长趋势,这可能是因为此时能量耗散都由宏观破坏面滑移摩擦所导致.研究成果揭示了深部动力灾害的能量演化机制,可为灾害预警及防控提供理论基础.
关键词：砂岩应力状态能量声发射剪切裂缝
分类号：TD32(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52474209)中央高校基本科研业务费项目(2023CDJXY-006)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-03-25（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 141-150 )
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