采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (6): 1238-1245.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.06.019

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充填体-围岩组合体声发射特征与损伤本构研究

程爱平,舒鹏飞,张玉山,王平,王明旭   

  1. 1.武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北 武汉 430081;2.武汉科技大学冶金矿产资源高效利用与 造块湖北省重点实验室,湖北 武汉 430081;3.北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室, 北京 100083;4.湖北省城市地质工程院,湖北 武汉 430072
  • 出版日期:2020-11-15 发布日期:2020-11-27
  • 作者简介:程爱平(1986— ),男,湖北省仙桃市人,博士,副教授,主要从事岩土和采矿工程方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51604195);湖北省自然科学基金项目(2018CFC818);金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室开放基金项目(ustbmslab201704)

Acoustic emission characteristics and damage constitution of backfill-surrounding rock combination

  • Online:2020-11-15 Published:2020-11-27

摘要: 金属矿山深部开采时,地压发育显著,充填体-围岩组合体对深部采场稳定性至关重要。本文通过DS2系列全信息声发射系统对充填体-围岩组合体进行单轴压缩下的声发射试验,从声发射事件、振铃计数2个方面分析了充填体-围岩组合体在荷载作用下的损伤演化特征;并以时间为中间变量,构建了累积声发射振铃计数与充填体-围岩组合体损伤本构方程之间的耦合关系。研究表明:1) 应力水平为(60%~100%)Ps时,声发射事件增加速度激增,局部区域密集化,且密集区域主要出现在充填体和围岩接触带处;2) 充填体-围岩组合体声发射振铃计数在加载过程中先激增后出现“平静期”,结合声发射参数与应力之间存在的“不对应点”,可为充填体-围岩组合体破坏征兆信息提供依据;3) 声发射振铃累计计数随着时间的增加呈“S”形增长,充填体-围岩组合体的破坏模式为延性破坏;4) 构建了累积声发射振铃计数与损伤本构方程之间的耦合关系,更能精确地反映充填体-围岩组合体在荷载作用下的损伤演化特征。研究结果为充填体-围岩组合体共同承载稳定性控制提供理论指导。

关键词: 充填体-围岩, 损伤演化, 声发射, 本构方程

中图分类号: