采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (3): 480-488.doi: 10.13545 /j.cnki.jmse.2021.0020

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不同真三轴路径下岩石卸荷特性与破裂特征研究

李兆霖,周伟,王连国,李文帅,田涯,张传伟   

  1. 1 中国矿业大学 矿业工程学院 江苏 徐州 221116
    2 中国矿业大学 露天矿山高新技术研究中心 江苏 徐州 221116
    3 中国矿业大学 深部岩土与地下工程国家重点实验室 江苏 徐州 221116 4 山东科技大学 土木工程与建筑学院 山东 青岛 266590
  • 出版日期:2022-05-15 发布日期:2022-07-05
  • 通讯作者: 周伟 E-mail: Ioutian1982@126.com Tel: 13815314985
  • 作者简介:李兆霖( 1990— ) 男 河南省巩义市人 博士后 从事采矿工程与岩石力学等方面的研究。
  • 基金资助:
    中央高校基本科研业务费专项项目( 2020QN42)

Unloading properties and fracture characteristics of rock under different true triaxial unloading paths

  • Online:2022-05-15 Published:2022-07-05

摘要: 岩石真三轴卸载应力路径试验能全面准确反映真实应力环境下岩石实际力学特性与破裂演化规律,对揭示巷道开挖等引起的围岩破坏本质原因具有重要的工程意义。通过真三轴伺服试验系统开展了一系列真三轴卸载应力路径试验,结合CT扫描技术,研究了不同应力路径下岩石强度、变形及破裂特征。研究发现:同时卸载σ2和σ3路径下岩石峰前持续时间最短,只卸载σ2路径下岩石峰前持续时间最长,变形特征类似;真三轴卸载条件下岩石内部破裂特征较加载路径更加复杂,破裂面表面积更大;不同卸载路径下沿方向岩石内部主破裂面均呈“V”形且贯穿整个试样,但围压σ2σ3发生转换后(σ2<σ3)岩石沿初始围压方向(新σ2的方向)上产生了较为密集的破裂网络,说明岩石内部裂隙强烈依赖中间主应力方向,在巷道等地下工程开挖中顶板表面围岩由于卸载等作用引发裂隙发育向水平方向旋转,逐渐产生水平方向破裂面,易产生顶板岩层水平错动与冒落等问题,也为工程中研究岩体破裂演化规律提供了重要的依据。

关键词: 真三轴卸载, 强度, 变形, CT扫描, 破裂特征

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