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采矿与岩层控制工程学报2024年第02期:类岩石试件三轴扰动破坏特性试验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王军;朱传根;李勋;王波;张艺腾;

单位:山东建筑大学土木工程学院;山东建筑大学建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室;华北科技学院应急技术与管理学院;应急管理部信息研究院;

摘要:为研究高应力围岩扰动破坏机制,开展了不同围压下类岩石试件的三轴常规压缩和三轴循环扰动试验,得到了试件的扰动应力–应变规律和变形破坏特征,并对试件开展了核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance)成像试验,从微观角度进一步阐明了试件扰动破坏机理。研究结果表明:(1)试件在不同围压下均存在一个阈值强度,轴向荷载超过阈值强度后,轴向变形对扰动变得敏感,再次施加扰动会引起试件显著变形,当轴向荷载低于阈值强度时,变形对扰动不敏感。阈值强度与极限强度的比值可以反映试件的抗扰动能力,随着围压增大,该比值呈现逐步递减的规律,说明高围压下试件抗扰动能力下降,对扰动作用更敏感。(2)扰动作用下类岩石试件存在弱化效应,如常规三轴10 MPa围压下试件表现出腰鼓破坏,而受扰动作用后,试件呈现斜切脆性破坏,与常规三轴5 MPa围压下破坏形态相近。(3)岩石试件在高应力作用下进入塑性流动状态,内部颗粒重新排列,内部小孔隙与大孔隙的占比减少,而中孔隙的占比显著增多,试件内部孔隙率整体降低。

关键词:类岩石试件;;三轴扰动;;阈值强度;;破坏形态;;核磁共振

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52274121);; 山东省自然科学基金资助项目(ZR2022ME162);; 济南市“新高校20条”资助项目(202228106)