采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (3): 470-479.doi: 10.13545 /j.cnki.jmse.2020.0643
刘 超，尹思禹，张 锦，张东明，王亮，赵宏刚
1. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116；2. 中国矿业大学 力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116；3. 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400030; 4. 中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室，江苏 徐州 221116；5. 兖州煤业股份有限公司 东滩煤矿，山东 济宁 273500
摘要：
深部采动应力（采深和采动应力路径分别用静水应力和Lode角表示）对岩石材料变形损伤过程的声发射特征和能量演化规律有着重要影响，本文以砂岩为研究对象，进行了不同静水应力和不同Lode角(-30°~30°)条件下的真三轴加卸载试验。研究结果表明：静水应力和Lode角对岩石变形及强度有较大的影响。静水应力相同时，Lode角的增加（即最小主应力卸载速率增加）会促进微裂隙的扩展和贯通，从而降低砂岩试样的承载能力，使其破坏更加迅速且剧烈；Lode角相同时，三个方向的应变均随静水应力的升高而增大，且静水应力升高可以增加砂岩试样的延性，使其在较大变形时才发生失稳破坏。声发射参数特征与岩石各阶段变形保持良好的对应关系，不同阶段所对应的AF值（平均频率）和RA值（上升时间与幅值的比值）存在较大差异，表明各阶段的损伤类型不同，且越接近峰值破坏点，剪切作用越明显。此外，岩石在峰值破坏点前的能量转化特征较好地体现了损伤演化规律，能耗比m(耗散能Ud与总能量U之比)大体呈现先减小后稳定再增加的趋势，且应变硬化阶段的能耗比增量基本相同，说明加载时间越长，岩石的峰值强度越大，吸收的总能量也越多，破坏时需要的耗散能也会随之增加。
中图分类号:
