金属矿山

作者：陈新,马伯涛,李佩禅,魏荣耀,李子,张翱宇,张文彬,刘悦

单位：1. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083;2. 中国航空规划设计研究总院有限公司,北京 100120;3. 西南交通大学土木工程学院,四川 成都 610031

关键词：节理岩体 单轴压缩 能量耗散 节理连通率 节理倾角,

为探究岩体变形破坏过程中的能量转化和耗散机制,对含节理试件单轴压缩下的单位体积外力功、弹性应变能和耗散能密度进行计算和分析。 研究发现:①节理试件的 4 类应力应变曲线(类型Ⅰ-单峰型,类型Ⅱ-软化段多峰型,类型Ⅲ-多峰平台后软化型,类型Ⅳ-多峰平台后硬化—软化型)的能量转化和耗散过程都可以分为弹性变形、连续体非弹性变形和不连续体变形 3 个阶段;在第一阶段,耗散能占比很少,外力功大部分转化为弹性应变能;在第二阶段,耗散能占比急剧增加,外力功大部分转化为耗散能;在第三阶段,外力功几乎全部转化为耗散能;与类型Ⅰ和类型Ⅱ试件相比,类型Ⅲ和类型Ⅳ试件的连续体非弹性变形阶段的持续时间较长、延性较大;②以劈裂、压碎破坏为主的节理倾角较低或较高的试件,其最终的耗散能远高于以剪切滑移、阶梯状破坏为主的节理倾角中等的试件;③同一节理倾角下,随着节理连通率的增大,试件破坏所需的单位体积外力功和耗散能密度均减小;④随着节理试件耗散能密度对数值的增加,破碎体尺寸—质量分形维数值线性增加。

来源：2022年第04期

《金属矿山》期刊编辑部

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