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作者：刘刚;昝永龙;王盛旋;王淼;
单位：黑龙江科技大学矿业工程学院;黑龙江科技大学黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室;宝泰隆新材料股份有限公司;黑龙江省水利科学研究院;
摘要：巷道围岩常受其内部裂隙结构及复杂非均布载荷的耦合作用，引起应力分布畸变和局部破坏加剧，导致其整体承载能力降低并增加了失稳风险.为探究非均布载荷作用下不同裂隙特征砂岩的裂纹扩展演化规律，以完整砂岩试样、预制矩形裂隙试样和填充裂隙试样为研究对象，采用自研非均布载荷试验装置，结合DIC全场应变测量、声发射技术及FLAC~(3D)数值模拟，对非均布载荷下裂隙试样的裂纹扩展、声发射特征、应力场与塑性区演化进行了分析.试验结果表明：砂岩峰值强度受形态控制显著，不同试样峰值强度表现为完整试样>填充裂隙试样>预制裂隙试样；引入损伤因子P来量化试样劣化程度，完整、预制裂隙、填充裂隙试样的劣化程度呈先增后减趋势.加载方式决定砂岩裂纹扩展路径，形态特征决定破坏模式：完整试样以拉伸破坏为主，预制裂隙试样为拉-剪混合破坏，填充裂隙试样为剪切破坏.试样声发射活动均由静息期向活跃期转化，累计振铃计数呈阶梯式递增，其与b值呈显著负相关关系；完整试样在静息期保持较高的b值，而预制裂隙试样在失稳破坏阶段表现出显著的b值下降；不同结构试样的声发射峰值频率分布特征表现出明显差异.砂岩内部应力表现出与局部载荷正相关的梯度分布，不同区域峰值强度存在延迟性；应力梯度控制塑性区演化，决定裂纹扩展路径与贯通程度.研究可为含裂隙岩体支护设计与围岩稳定性分析提供理论依据.
关键词：裂隙注浆;;声发射;;非均布载荷;;DIC应变特征;;数值模拟
基金资助：黑龙江省自然科学基金优秀青年项目(YQ2023E039);; 国家自然科学基金项目(52374199)
