| 多孔弱胶结岩石破裂的围压影响机制及压密-损伤本构模型 |
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| 引用本文： | 苗胜军,杨鹏锦,黄正均,王辉,梁明纯.多孔弱胶结岩石破裂的围压影响机制及压密-损伤本构模型[J].中国矿业大学学报,2023(2):229-240. |
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| 作者姓名： | 苗胜军 杨鹏锦 黄正均 王辉 梁明纯 |
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| 作者单位： | 1. 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室;2. 北京科技大学土木与资源工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51974014,U2034206,51574014)； |
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| 摘 要： | 通过开展粉砂岩单轴、三轴压缩试验，研究不同围压下岩石的力学性质及声发射活动规律，揭示了围压对多孔弱胶结岩石破裂的影响机制；根据声发射能量计数建立损伤变量，并提出了表征岩石损伤分布程度的损伤度；采用粉砂岩空隙体积应变建立岩石的空隙压密度，验证岩石空隙压密-损伤破裂本构模型并进行了参数分析.研究表明：1)施加围压阶段产生的体积压缩量最高，占据岩石最大体积压缩量的65%;泊松比随围压增大而减小，与致密硬岩恰好相反.2)围压限制了岩石的微裂纹扩展，粉砂岩单轴压缩时的声发射振铃计数率最大值为三轴压缩的十几倍；围压越大，声发射空间分形维数越小，微裂纹分布越集中.3)多孔弱胶结岩石的破坏是岩石内部短时间内产生大量小尺度剪切微破裂并迅速汇集—兼并形成大尺度宏观裂纹的过程；低围压可以有效地抑制小尺度微裂纹的扩展，而高围压对大尺度微裂纹的约束效果更明显.4)空隙压密-损伤破裂本构模型的理论参数物理意义清晰，能够准确反映围压对粉砂岩压密及破坏的影响机制，对于描述三轴压缩下多孔弱胶结岩石变形破坏规律具有较好的适用性.
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| 关 键 词： | 多孔弱胶结岩石 声发射b值 围压 破裂机制 本构模型 |
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