采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (2): 430-439.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0267

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岩石多级特征应力循环加卸载损伤特性研究

肖福坤1,3,莫嵘桓1,单磊2,侯志远1,3,FEDOTOVA Iuliia4,秦龙飞1   

  1. 1. 黑龙江科技大学矿业工程学院,黑龙江 哈尔滨 150022;2. 黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江 哈尔滨 150022;3. 黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150022;4. Khabarovsk Federal Research Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, KhabarovskKhabarovsk Krai 680000
  • 出版日期:2025-03-15 发布日期:2025-03-18
  • 通讯作者: 肖福坤,E-mail: xiao-fukun@163.com,Tel:13895766172
  • 作者简介:肖福坤(1971— ),男,辽宁省西丰县人,教授,博士生导师,从事矿山岩石力学、矿山压力及岩层控制等方面的研究。
  • 基金资助:
    黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD2021E006)

Study on damage characteristics of rock under multi-level characteristic stress cyclic loading and unloading

  • Online:2025-03-15 Published:2025-03-18

摘要: 为研究细砂岩在不同特征应力阶段循环载荷作用下的损伤特性,基于声发射能量特征、弹性能和耗散能指数确定了岩样特征应力阈值,并以该阈值为循环加卸载限值开展三轴试验,从耗能和损伤量角度阐明细砂岩在不同应力阶段的损伤特性。结果表明:不同特征应力阶段,第一次加载时弹性模量最小,应变率最大,弹性模量随循环次数的增加逐渐趋于稳定,耗能率和塑性应变率逐渐降低,储能限值保持不变,说明所受载荷达到损伤应力前,细砂岩处于稳定损伤阶段,且细砂岩在循环载荷作用下存在损伤记忆性。随着围压的增加,同一特征应力阶段应变率逐渐减小;第一和第二特征应力阶段,耗能率和塑性应变率略微下降,损伤占比保持不变;第三特征应力阶段,耗能率、塑性应变率和损伤占比明显增加,即随着围压的增加,其对第一及第二特征应力阶段损伤具有抑制作用,对第三特征应力阶段损伤具有促进作用。

关键词: 特征应力, 循环加卸载, 能量演化, 损伤特性, 损伤速率

中图分类号: