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含水率对深部岩石抗拉强度影响的规律与机制
作者姓名:常海明  赵东  蔡婷婷  苏育飞  袁钧
作者单位:1. 太原理工大学安全与应急管理工程学院;2. 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室;3. 山西省煤炭地质勘查研究院
基金项目:国家自然科学基金项目(51904197);;山西省自然科学基金项目(201801D121283);
摘    要:“对榆社—武乡区块千米以深的不同含水状态下的细砂岩、泥岩、煤和中砂岩的抗拉强度特性进行了研究。结果表明:通过自由吸水测试,深部岩石在浸水5 d后,其吸水率无明显变化,煤饱和吸水率最高,为6.13%,细砂岩饱和吸水率最低,为0.68%,两者相差11倍多;随着含水率的增加,试件的抗拉强度均有很大程度的下降,饱和水状态下,细砂岩、泥岩、煤、中砂岩的抗拉强度分别下降了72.21%、54.98%、77.48%、68.60%,下降形式呈负指数型函数,其中水对煤的影响最大,含水饱和度为50%时,其抗拉强度损失58%,而细砂岩抗拉强度仅损失14%;随着含水率的增加,泥岩、煤、中砂岩的抗拉强度下降呈现先快后慢的形式,细砂岩则表现出先慢后快的形式,基于液桥力理论对此现象做出了解释;从应力-位移曲线可以看出干燥状态下的细砂岩、泥岩和中砂岩表现为典型的脆性破坏,煤则表现为静态破坏,随着含水率升高,岩石有由脆性向延性转换的趋势;在破坏图中,同种岩石在不同含水率状态下破坏形式有着明显的差别,含水状态下,岩石裂纹扩展路径变多,对于细砂岩和煤,除贯穿圆心的主裂纹外,新生了几条与主裂纹或端面加载处贯通的伴生裂纹,对于含...

关 键 词:深部岩石  含水率  抗拉强度  破坏模式
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