采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1296-1310.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0477

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破碎软岩注浆加固体真三轴力学特性与破坏特征

王磊1,张宇1,2,王煜1,李少波1,朱传奇1,范浩1,刘怀谦1   

  1. 1. 安徽理工大学煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室,安徽淮南232001;
    2. 新加坡国立大学土木与环境学院,新加坡117576
  • 出版日期:2026-09-15 发布日期:2026-09-22
  • 通讯作者: 张宇,E-mail: luckyyu981014@163.com,Tel: 18705238806
  • 作者简介:王磊(1980— ),男,教授,博士生导师,从事煤矿地下安全开采与CO2地质封存等方面的研究。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金项目(52404070);安徽省科技重大专项项目(202203a07020010);省属企业国有资本经营预算项目(HM23719030);深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放课题(SKLMRDPC22KF10)

True triaxial mechanical behavior and failure characteristics of the grouted reinforced body in fractured soft rock

  • Online:2026-09-15 Published:2026-09-22

摘要: 为探究不同中主应力下注浆加固体真三轴力学特性及破坏特征,采用高温高压渗流耦合真三轴岩石力学试验系统,开展了不同中主应力下注浆加固体真三轴加载试验,阐明了注浆加固体力学参数随中主应力的变化规律,并借助声发射和CT扫描技术,从细观层面剖析了中主应力对注浆加固体裂纹扩展和破坏模式的影响。结果表明:注浆加固体应力-应变曲线可划分为5个典型阶段,其峰值强度和弹性模量随中主应力增加呈二次函数式增长,且Mogi-Coulomb强度准则能有效表征其破坏特性;受载注浆加固体声发射行为与应力-应变曲线高度一致,呈明显的阶段性特征,且随着中主应力增加,振铃计数与能量峰值显著衰减,累计能量演化模式由“短时缓增-短时突增”向“长时缓增-长时突增”演化,剪切裂纹占比明显提升;中主应力作用下,注浆加固体裂隙扩展与贯通受到显著抑制,裂隙数量及破坏程度降低,剪切破坏主导性增强,裂隙体积、裂隙率及三维分形维数等表征参数均随着中主应力升高而降低;不同中主应力下注浆加固体孔裂隙空间结构差异性较大,破坏后孔隙主要集中在400 μm<deq≤1 600 μm区间,且高中主应力条件下孔裂隙数量减少、喉道发育受限,连通度显著降低。

关键词: 破碎软岩, 注浆加固体, 真三轴力学特性, 破坏特征

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