金属矿山

作者：陈鹏,李楠,房柳林,蔡超,黄敬,李毅,刘璇

单位：1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116;3. 中国矿业大学安全工程学院,江苏 徐州 221116;4. 四川煤矿安全监察局安全技术中心,四川 成都 610045

关键词：真三轴,分级加载,声发射,窗口波形数,损伤演化,

基金：江苏省优秀青年科学基金项目(编号:2018M640533);国家自然科学基金项目(编号:52174221,51874296);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(编号:KYCX22_2628)。

深部矿井、隧道等深地工程岩体处于三向高应力状态,受采掘影响围岩在竖向常受到明显的分级加载作用。 针对岩石真三轴分级加载声发射特性的研究,对于深地工程围岩变形破坏灾变监测预警具有重要意义。 为此,开展了砂岩真三轴分级加载声发射监测试验,分析了砂岩在真三轴分级加载过程中的声发射信号特征,揭示了基于声发射窗口波形数的岩石损伤演化规律。 结果表明:砂岩在真三轴条件下,随着最大主应力不断提高,破坏形式逐渐由拉伸破坏向剪切破坏转化。 声发射窗口波形数对于砂岩内部应力变化具有良好响应,能够直观反映岩石内部损伤演化,因此提出了基于累计窗口波形数的损伤变量和损伤演化模型。 砂岩损伤—应变关系可以分为 4 个阶段:初始损伤阶段,三向同时加载导致岩石内部缺陷压密闭合引起轻微损伤;损伤平稳发展阶段,损伤缓慢增加,损伤—应变关系接近线性;损伤快速发展阶段,岩石应变不随应力升高而增加,损伤迅速增长;破坏失稳阶段,岩石应变不断增加,内部裂隙扩展、贯通形成宏观破裂面直至岩石失稳破坏。

来源：2023年第03期

《金属矿山》期刊编辑部

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