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深部开采岩体围压卸荷-渗流致拉破裂机制 被引量：5
1
作者 李春元 崔春阳 +5 位作者 雷国荣 左建平 于祥 何团 李向上 杜伟升 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3069-3082,共14页
受开采卸荷扰动影响,深部岩体裂隙内的高压力承压水极易渗透进入采场或采空区而诱发突水灾害。为研究深部开采高应力岩体围压的卸荷-渗流致裂力学机制,基于岩体裂隙的应力集中演化方程及有效应力原理,计算并获得了围压卸荷-渗流过程中... 受开采卸荷扰动影响,深部岩体裂隙内的高压力承压水极易渗透进入采场或采空区而诱发突水灾害。为研究深部开采高应力岩体围压的卸荷-渗流致裂力学机制,基于岩体裂隙的应力集中演化方程及有效应力原理,计算并获得了围压卸荷-渗流过程中裂隙岩体内拉应力的演化规律,确立了岩体裂隙产生卸荷-渗流致拉破裂的条件及力学机制;结合应力卸荷量定义及Bandis双曲线裂隙变形公式,计算获得了不同采深岩体围压卸荷-渗流致拉破裂的卸荷量临界值变化规律,发现了裂隙岩体的渗透率突变点即为其卸荷-渗流致拉破裂的卸荷量临界值,对比分析了岩体围压卸荷-渗流过程中拉破裂与剪切破裂的关系,并进行了试验验证。结果表明:受围压卸荷及承压水渗流影响,深部裂隙岩体内部产生了与卸荷方向平行的附加拉应力Δσ_(T);且岩体内裂隙尺寸越大,Δσ_(T)峰值越高;Δσ_(T)随采深及承压水压力增加而增大。当Δσ_(T)大于等于岩体围压及裂隙结构抗拉强度之和时,岩体内产生拉破裂,并将导致岩体渗透率非线性突增,突变点恰为岩体拉破裂的卸荷量临界值;且采深及承压水压力越大,岩体渗透率突变点的围压卸荷量越小。而受裂隙岩体结构及属性参数影响,岩体拉破裂的卸荷量临界值可高于或低于剪切破裂;随采深增加,岩体可由剪切破裂向拉破裂转变。 展开更多
关键词 拉破裂 卸荷-渗流 围压 岩体裂隙 深部开采
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