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作者：苗胜军;尚向凡;常宁东;马渊凯;杨鹏锦;
单位：北京科技大学金属矿膏体充填安全绿色开采国家矿山安全监察局重点实验室;北京科技大学资源与安全工程学院;
摘要：为揭示不同中间主应力条件下含孔洞砂岩的宏观力学响应与破裂机制,通过开展含孔洞砂岩双轴压缩试验,系统分析了砂岩的应力-应变曲线、力学参数、破坏模式及中间主应力效应。研究结果表明:(1)双轴加载状态下含孔洞砂岩的力学演化可分为孔隙压密、线弹性、塑性变形及峰后破裂4个阶段,其中塑性变形阶段出现显著的屈服平台,峰后破裂阶段强度骤降且残余强度近乎消失,表现出延-脆性复合破坏特征;(2)中间主应力σ_2对砂岩强度参数存在临界强化效应。当σ_2<24 MPa时,中间主应力的增加显著提升了含孔洞砂岩的峰值应力、弹性模量、闭合应力和起裂应力,但随着中间主应力的进一步增加,中间主应力强化效应逐渐减弱;(3)在低中间主应力条件下,岩石裂纹扩展以张拉裂纹为主。而在高中间主应力条件下,破坏模式逐步转变为以压剪裂纹为主导的整体失稳;(4)双轴应力约束显著改变了砂岩裂纹空间演化特征,与单轴加载时裂纹的各向同性扩展不同,双轴加载时σ_2的约束作用诱导裂纹沿σ_1-σ_2或σ_2平面扩展,显著降低了垂直于σ_2方向裂纹的贯通与融合。
关键词：岩石力学;双轴压缩;含孔洞砂岩;中间主应力;破裂机制
基金资助：国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004601); 国家自然科学基金资助项目(52374077)
