砂岩真三轴分级加载声发射特性与损伤演化研究

摘要：

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.

关键词：真三轴、分级加载、声发射、窗口波形数、损伤演化

分类号：TD315(矿山压力与支护)

资助基金：江苏省优秀青年科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省研究生科研与实践创新计划项目

在线出版日期：2023-04-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：106-113