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有色金属科学与工程2025年第03期:不同含水率条件下砂岩力学性能与破裂模式

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张雪艳;杨道学;

单位:郑州旅游职业学院机电工程学院;江西理工大学土木与测绘工程学院;

摘要:岩石内部含水率的增加会显著降低其力学性质,进而诱发山体滑坡、危岩崩塌、大坝失稳、隧道大变形及地下空间失稳等工程地质灾害。因此,研究不同含水率条件下岩石力学行为及损伤破裂机制能为工程地质灾害防治提供理论基础。本文探讨了含水率对岩石力学行为和微裂纹分布特征的影响。结果表明:随着含水率的增加,岩石强度呈指数递减,峰值应变呈指数递增;根据声发射b值的演化规律可以推断,岩石内部裂纹的发展经历了“裂纹闭合颗粒错动-微裂纹孕育扩展-损伤区微裂纹合并形成断裂带-断裂带成核形成宏观断裂面”的过程;含水率对单轴压缩条件下砂岩变形破坏过程中的破裂机制影响显著,随着含水率的变化,砂岩在各应力区间的主要裂纹类型随之变化,临界破坏前兆特征亦发生变化;随着岩石内部含水率的增加,其破裂模式由以张拉破坏为主导逐渐转变为以张拉与剪切协同作用的破坏模式,可定位的声发射活动逐渐减少,且声发射震源由集中分布向分散分布转变。

关键词:含水率;;砂岩;;力学性能;;声发射定位;;破裂模式

基金资助:江西省自然科学基金资助项目(20224BAB213052)