裂隙几何特征对岩体力学特性的模拟试验研究_中国煤炭行业知识服务平台

裂隙几何特征对岩体力学特性的模拟试验研究

作者

白杰袁超
单位

中铁二十局集团有限公司西安科技大学建筑与土木工程学院
摘要

为探究裂隙结构面对岩体力学特性的影响，对含预制裂隙岩样进行压缩模拟试验，基于SEM、NMR、Vic-3D技术，结合声学及宏细观结构特征对岩体进行多尺度研究，重点分析裂隙几何特征对岩体力学性状与行为的演变规律。结果表明：岩样强度随裂隙长度、贯穿度及数量的增加呈现下降趋势，随裂隙倾角的增大呈现先减小后增大的趋势，30 mm裂隙岩样强度最低，90°裂隙岩样强度最为接近完整岩样；完整岩样、0°、90°裂隙岩样发生张拉破坏，不同裂隙贯穿度岩样发生拉剪复合型破坏，不同裂隙长度、数量、30°、45°及60°裂隙岩样均表现为剪切破坏。岩样受荷后微小孔隙比重降低，大中孔隙比重增大，表明预制裂隙造成的初始损伤和荷载作用均能改变岩样内部孔隙结构，进而影响其宏观力学特性。
关键词

岩体预制裂隙几何特征力学特性模拟试验
基金项目(Foundation)

陕西省教育厅专项基金资助项目（19JK0521）；
文章目录

1 材料和方法
1）试验设计。
2）试验设备。
3）试验步骤。
2 岩样物理力学特性
2.1 超声纵波
2.2 孔隙特征
2.3 力学特性
2.4 破坏模式
2.4.1 不同裂隙长度岩体破坏模式
2.4.2 不同裂隙贯穿度岩体破坏模式
2.4.3 不同裂隙数量岩体破坏模式
2.4.4 不同裂隙倾角岩体破坏模式
3 岩样裂纹扩展演化规律
3.1 完整岩样
3.2 20 mm裂隙岩样
3.3 45°裂隙岩样
4 岩样细观特性
4.1 孔隙度与裂隙特征及抗压强度关系
4.2 谱面积与裂隙特征及抗压强度关系
5 结论
引用格式

白杰,袁超.裂隙几何特征对岩体力学特性的模拟试验研究[J].煤矿安全,2023,54(07):188-195.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.07.024.