不同分层数量的煤系地层岩石单轴压缩试验分析

研究采用单轴抗压试验，以分别取自孔庄矿-1015水平3个取样点典型煤系岩石为对象，探究了层间具有粘结力的岩石力学性质。研究发现，煤系地层的层状岩石具有独特的力学性质，分层数量对岩石的压密阶段影响最大，增长范围为6.30%～88.58%.将层数对岩石的抗压强度、弹性模量、泊松比值、纵横应变及应力应变状态进行了对比分析。结果显示，随着层数增加，抗压强度呈现上升趋势，而弹性模量呈现下降趋势，泊松比不受层数变化的影响，纵横应变和应力状态逐渐趋于缓和。     

高家堡煤矿冻岩单轴压缩力学性质试验研究

基于岩石低温损伤问题,为进一步研究砂岩低温下物理力学性质变化,对高家堡煤矿525,657和782 m深度层位砂岩,进行了不同低温(-15～-5℃)下的单轴压缩试验,观察3个深度层位砂岩在不同低温下的单轴压缩后的破坏模式,并分析应力、应变变化规律以及单轴抗压强度、弹性模量和泊松比随温度的变化规律。试验结果表明,在试验温度范围内,砂岩单轴抗压强度、弹性模量和泊松比均受温度影响较大,单轴抗压强度和弹性模量随温度的降低而增加,泊松比随温度的降低而减小。拟合出砂岩单轴抗压强度、弹性模量和泊松比随温度的变化曲线,得出结论:砂岩单轴抗压强度和弹性模量在-15～-10℃温度范围内的变化率,比在-10～-5℃温度范围内更大;而其泊松比变化率受温度影响不大。     

基于可释放应变能的岩石扩容准则

针对当前扩容准则计算精度不高,且难以反映震源释放应变能对岩体扩容影响的问题,基于能量转化是物质物理过程的本质属性,通过理论分析和试验研究,从弹性应变能的角度对已有扩容准则进行了研究,并据此建立了广义扩容准则。结果表明,已有扩容准则将泊松比等于0.5看作是任意应力状态下材料扩容的前提;已有线性扩容准则未考虑中间主应力对扩容影响,且扩容应力随围压线性增加。在对扩容准则分析的基础上,从能量角度提出弹性应变能达到某一临界值时材料开始扩容,并据此建立广义扩容准则;该准则突破了材料扩容时泊松比恒为0.5的传统假设,且能反映中间主应力、弹性模量、泊松比及未知可释放应变能(或震源释放应变能等)等对岩体扩容的影响;当泊松比等于0.5时,该准则蜕化为既有扩容准则;应力水平相同时,泊松比越小,广义扩容准则计算的扩容应力越小;随中间主应力增加,广义扩容准则计算的扩容应力可能会降低。广义扩容准则为地震预报提供了理论支撑,既可计算受震源释放应变能影响的岩体是否扩容,又可计算发生扩容的岩体吸收应变能大小。三轴拉伸与三轴压缩条件下岩石扩容应力的计算表明,广义扩容准则可描述岩石的扩容特性,并分析了产生上述结果的内在机理。广义扩容准则对岩石扩容、地震预报、深部矿产资源的开采及地下工程的稳定性均具有重要意义。     

排土场散体E、μ值计算方法的改进

针对采用邓步应力－应变模型确定排土场散体的弹性模量（E）及泊松比（μ）的计算过程繁锁及计算公式复杂问题,提出了改进的计算模型,新模型减少了模型参数,使计算公式和计算过程简化,且计算结果更接近实际。     

煤和岩石弹性模量测定结果计算探讨

探讨了煤和岩石变形参数测定结果非自动检测系统数据计算处理方法,提出割线模量、弹性模量、泊松比和体积应变计算方法,并对体积应变计算公式进行了探讨.     

新城金矿地应力场测量及其分布规律研究

新城金矿地应力场测量采用应力解除法和实现完全温度补偿的空民体应变测量技术,为提高测试结果的可靠性和精度,在现场测量和结果计算、分析过程中,采用了完全温度补偿技术,咋 变测量和记录系统,用双迭代程序求测点岩石弹性模量、泊松比和测点Ｋ系数,地应力值等一系列新理论、新技术。现场实测获得矿区４个水平,１７个测点的三维主尖力状态,并根据实测结果对矿区地应力场的分布规律进行了详细分析,建立了矿区地应力场分 模     

基于灰色关联分析法的页岩储层脆性影响因素研究

针对页岩脆性影响因素多、权重分配模糊的问题,利用RTR-1000岩石三轴测试系统对鄂尔多斯盆地南部延长组长7段的15块页岩岩芯进行应力-应变曲线测试。通过线性回归和灰度关联法对10个影响页岩脆性的因素进行了定性和定量化表征,结果表明:围压、泊松比、弹性模量与页岩脆性呈正相关关系,峰值应变、峰值应力、破裂时间、残余应力、残余应变、差应力、破裂面条数与页岩脆性呈负相关关系;峰值应变对页岩脆性影响最大,残余应力,残余应变等次之,弹性模量对页岩脆性影响最小;峰值处的力学参数(峰值应变、峰值应力、破裂时间、差应力)对页岩脆性影响最大,峰后力学参数(残余应力、残余应变、破裂面条数)次之,峰前力学参数(弹性模量、泊松比、围压)对脆性影响最小,峰前、峰值处、峰后的力学参数对页岩脆性影响权重比例为0.181∶0.499∶0.319。对页岩脆性影响因素权重的分析,不仅可以简化脆性评价公式,同时可以提高脆性评价的准确性。     

高温作用下围压对页岩力学特性影响的试验研究

利用MTS815型程控伺服刚性试验机对页岩开展高温常规三轴压缩试验,基于试验结果分析围压与页岩应力-应变曲线特征、峰值强度、弹性模量、泊松比、峰值应变的关系。结果表明,按体积应变特征,应力-应变曲线可归为3类：扩张型、压缩-扩张过渡型和压缩型,围压对页岩具有较明显的扩容作用。在同一温度时,在5～25 MPa围压范围内,页岩峰值强度（σ1-σ3）较低,表现出较强的塑性变形破坏特征,峰值强度和弹性模量具有随围压增加而增大的趋势。围压小于15 MPa时,页岩泊松比随围压增大而增大,而峰值轴向应变和峰值横向应变均随围压增加而逐渐降低;围压大于15 MPa后,泊松比随围压增加呈小幅下降,峰值轴向应变和峰值横向应变随围压增加而略有增大。     

低围压双向压缩条件下竖直裂纹扩展机制研究

为研究地下洞室开挖等岩石工程中双向压缩应力状态下的岩体裂纹扩展机制,以低围压三向受压或单轴压缩条件下含竖直裂纹的岩体试样为研究对象,通过数值模拟的方式分析不同泊松比μ和裂纹迹长a条件下远场轴向压应力和裂纹尖端应力的分布规律。基于叠加原理得到双向压缩条件下竖直裂纹/翼裂纹尖端近场应力的表达式,并推导出该应力状态下裂纹岩体试样的应力强度因子及裂纹扩展方向。结果表明：存在远场轴向压应力时,泊松比μ和裂纹迹长a对裂纹尖端应力分布规律有明显影响。裂纹尖端应力σ_xx与平行于裂纹面的轴向压应力σ_n的比值与泊松比μ成一次函数关系,与裂纹迹长a成三次函数关系。     

金满铜矿板岩各向异性试验研究

对云南金满铜矿的灰色和紫色两种板岩进行单轴压缩试验。试验结果表明:两种板岩都具有明显的各向异性。灰色板岩在平行层理加载下的抗压强度、平均弹性模量和平均泊松比与垂直层理加载的比值分别为:0.621,.668,.68;紫色板岩的比值为1.63,8.383,4.64。当体积应变εv<0和泊松比μ>0.5时就能反映出岩石在加载过程中产生了扩容现象。在平行层理加载下的体积应变在较低的应力(破坏载荷的5%～20%)处就产生了明显的扩容,而在垂直层理加载下的体积应变临近破坏时才出现扩容现象。