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采矿与岩层控制工程学报2025年第03期:注浆加固孔洞砂岩断裂特性与变形演化规律研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:苏海健;张路晴;吴辰;陈国飞;张勃阳;

单位:中国矿业大学力学与土木工程学院;河南理工大学土木工程学院;

摘要:研究缺陷岩石断裂行为和裂纹贯通机制对矿山、隧道、地下硐室等岩石工程建设具有重要的理论和实践意义。采用理论分析、实验室试验等研究方法,分别对含有不同尺寸孔洞的直切槽半圆盘试样(NSCB)进行充填加固,研究了三点弯曲荷载下充填尺寸和水灰比对砂岩断裂行为的影响。研究结果表明:注浆孔径显著影响试样的力学性能和裂纹扩展规律,当充填直径达到16 mm时,试样断裂韧度和断裂能相比完整试样分别下降了82.18%和84.30%。试样内部裂纹最先出现在直切槽上端部,随着充填直径增加,裂纹由最初垂直指向加载端扩展逐渐转向沿着界面方向发生扩展,最终整体发生偏心破坏。直切槽上端水平位移在加载过程中存在显著突变行为,且突变区域随充填孔径增大而扩展,声发射事件活跃度同步增强。水灰比对加固效果具有调控作用,随水灰比增大,试样切槽上端起裂角明显增加,界面裂纹主导性增强,试样整体力学性能劣化。

关键词:注浆加固;;缺陷岩石;;三点弯曲试验;;孔洞尺寸;;断裂行为

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52274100);; 深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室开放基金资助项目(SDGZK2410)