循环加卸载作用下高水速凝材料的能量演化与破坏模式研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2025.0407

采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4): 911-923.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0407

循环加卸载作用下高水速凝材料的能量演化与破坏模式研究

刘洪林1,2，夏阳1，赵红超1,2，曹文祥1，赵瑞杰1

1. 新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830017；2. 新疆矿产资源绿色开发与生态修复省部共建协同创新中心，新疆乌鲁木齐830017

出版日期:2026-07-15 发布日期:2026-07-21
通讯作者: 赵红超,E-mail： xjuzhc@163com,Tel： 18160638131
作者简介:刘洪林(1984— )，男，四川省宜宾市人，教授，博士，从事弱胶结采动地层围岩控制理论与技术方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(52464008, 52164011)；新疆维吾尔自治区杰出青年科学基金项目(2022D01E31)；新疆维吾尔自治区重点研发专项项目(2023B01010, 2024B03017)

Energy evolution and failure mode of high water quick-setting materials under cyclic loading and unloading

Online:2026-07-15 Published:2026-07-21

摘要/Abstract

摘要： 通过开展高水速凝材料的循环加卸载力学测试，结合微观结构与声发射特征分析，研究其能量演化规律与破坏特征。结果表明：高水速凝材料试样在不同加载条件下具有“环向应变滞后”现象，呈现轴向裂隙近平行分布和混合裂隙“Y”形分布两种典型破坏形式。试样的循环总功、释放能和耗散能与循环加卸载阶段关系密切。水固比增加，释放能在循环前期以及耗散能在循环后期的增幅随之降低；加载速率增加，耗散能在循环后期的增幅随之减小。定下限、变上限循环加卸载路径下，试样主要处于损伤累积状态，有利于脆性劈裂破坏的形成；变上、下限循环加卸载路径下，试样主要处于结构失稳状态，剪切破坏特征更为明显。试样的峰值强度随水固比的增加而减小，随加载速率的增加而增大，输入总能量随水固比、加载速率的增加而减少。研究结论有助于进一步揭示高水速凝材料的变形破坏机制，为其在矿山工程的应用提供理论支撑。

关键词: 高水速凝材料, 循环加卸载, 加载速率, 水固比, 能量演化

中图分类号:

TD 353

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循环加卸载作用下高水速凝材料的能量演化与破坏模式研究

Energy evolution and failure mode of high water quick-setting materials under cyclic loading and unloading

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