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煤岩体剪切破裂“缓释”构造及其演进特征
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作者 刘向御 柴肇云 +7 位作者 肖畅 沈玉旭 辛子朋 李天宇 孙浩程 闫珂 刘新雨 段碧英 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期170-183,共14页
含煤建造的成层及层理特性使得围岩更多地体现为剪切灾变。为进一步探究循环荷载条件下煤岩体的剪切破坏行为,采用等幅循环与逐级一次循环加卸载方式,并联合CT扫描开展了砂质泥岩的单轴压缩试验。通过岩样破裂形态及全过程应力–应变曲... 含煤建造的成层及层理特性使得围岩更多地体现为剪切灾变。为进一步探究循环荷载条件下煤岩体的剪切破坏行为,采用等幅循环与逐级一次循环加卸载方式,并联合CT扫描开展了砂质泥岩的单轴压缩试验。通过岩样破裂形态及全过程应力–应变曲线,分析了岩样剪切破坏显现的“多米诺骨牌”构造及其演进特征。结果表明:单轴等幅、逐级一次循环加卸载下,岩样均发生剪切破坏,且逐级一次加卸载循环下岩样破坏形成的剪切破碎带包括若干呈“多米诺骨牌”构造的应变局部化带,破坏过程对应的应力–应变曲线呈特殊的滞回–往复–滞回–往复状振荡波动;应变局部化带呈现成核、启裂、外扩、衰损、传导的演化过程;具有“多米诺骨牌”构造的碎裂块体发生旋转–回旋运动,使峰后输入能量及弹性储能在块体相互摩擦中多级耗散,延长了破坏时长,具有显著的“缓释”效应。剪切破裂形态演化与应力–应变隐蔽信息相互协同,共同将剪切破坏过程划分为6个破坏阶段,分别为:裂缝启裂微扩展(Ⅰ)、裂缝初始扩展(Ⅱ)、主剪切裂缝扩展(Ⅲ)、裂缝扩展亚稳态(Ⅳ)、裂缝快速扩展(Ⅴ)和加速破坏(Ⅵ)。“多米诺骨牌”构造是剪切破坏的一种特有形式,其所起到的能量“缓释”效应可能是煤矿巷道利用围岩自身结构进行卸压护巷的一个新思路。 展开更多
关键词 岩石力学 剪切破裂 “多米诺骨牌”构造 应变局部化 循环荷载
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