采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (6): 1189-1197.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0396

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不同含水状态凝灰岩损伤演化试验研究

许江,王晓震,张倩文,陈灿灿,陈奕安   

  1. 1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆  400044 2.重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆  400044

  • 出版日期:2021-11-15 发布日期:2021-12-07
  • 通讯作者: 许江 E-mail:jiangxu@cqu.edu.cn Tel:13618331246
  • 作者简介:许江(1960— ),男,四川省成都市人,博士,教授,主要从事岩石力学试验方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(51974041)

Experimental study on damage evolution of tuff under different moisture states

  • Online:2021-11-15 Published:2021-12-07

摘要:

为探究矿井巷道、隧道开挖过程中岩石含水状态对围岩变形稳定的影响,开展干燥、自然及饱水状态下凝灰岩三轴压缩试验。基于三维数字图像相关技术研究了含水状态与岩石全应力-应变曲线、表面变形场、变形局部化及损伤演化特征的对应关系。结果表明:从干燥到饱水状态试件各特征应力阈值显著降低,弹性模量与泊松比显著降低;破坏阶段全应力-应变曲线跌落趋势趋于平缓,软化特征明显。从干燥到饱水状态试件表面变形非均匀程度增加,变形局部化现象提前启动,变形局部化带宽度明显增加。从干燥到饱水状态试件局部化轴向、径向启动应力水平显著降低,且与含水率保持良好的线性关系。基于变形场数据统计分析提出表征岩石表面损伤大小的损伤因子,干燥及自然状态损伤因子呈突发式增长现象,而饱水状态下呈缓慢增长趋势;不同含水状态损伤因子演化曲线均存在“突变点”,统计结果表明随着含水率增加,损伤突变点对应应力水平值显著降低。

关键词: 含水状态, 三维数字图像技术, 径向应变场, 变形局部化, 损伤表征

中图分类号: