本文關鍵詞：含單裂紋真實巖石試件斷裂模式的力學試驗研究

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【摘要】：為研究巖石單裂紋試樣斷裂特性,通過在真實巖石試樣中預制了45°單裂紋,基于MTS815.03電液伺服巖石試驗機,進行圍壓分別為0,5,10 MPa的力學試驗,分析圍壓對裂紋擴展斷裂模式的影響規(guī)律,根據(jù)斷裂力學理論建立裂紋擴展力學模型,基于最大徑向剪應力準則獲得次生裂紋理論起裂角。結(jié)果表明:(1)裂紋初始斷裂時具有明顯的前兆信息,在全應力 應變曲線上表現(xiàn)為明顯的應力降現(xiàn)象;(2)試驗結(jié)果中觀察到了Ⅰ型翼裂紋、Ⅱ型反翼裂紋以及Ⅱ型次生共面裂紋,試驗中得翼裂紋起裂角為68°~73°,反翼傾斜裂紋起裂角為-119°~-125°,裂紋起裂角理論結(jié)果為0°,70.5°,-123.8°,試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果基本相符;(3)起裂應力為峰值應力的90%~95%,細砂巖試樣抗壓強度峰值與圍壓存在較好的線性關系,擬合得σ_c=2.69σ_3+61.9,相關系數(shù)R~2=0.97;(4)裂紋斷裂具有明顯的圍壓效應,圍壓為0 MPa時,斷裂模式為翼裂紋和次生傾斜反翼裂紋,翼裂紋以彎曲路徑擴展,擴展?jié)u近線朝向軸向加載方向,反翼裂紋近直線擴展;圍壓為5 MPa時,試樣為反翼裂紋斷裂模式;圍壓為10 MPa時,試樣為反翼裂紋與次生共面裂紋斷裂模式。
【作者單位】： 山東科技大學礦業(yè)與安全工程學院;中國礦業(yè)大學地球科學與測繪工程學院;
【關鍵詞】： 巖石力學 斷裂模式 應力降 翼裂紋 次生裂紋 最大徑向剪應力準則
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51274135,51034003,51428401)~~
【分類號】：TU458
【正文快照】： 1引言由于我國煤田地質(zhì)條件類型多,構造復雜,礦井底板突水隱蔽致災因素與機制多變,特別是隨著深部資源的大規(guī)模開發(fā),水害防治形勢依然十分嚴峻,底板突水預測與評價、采動巖體裂隙動態(tài)演化規(guī)律、深部礦井突水動力災害致災機制和觸發(fā)條件仍將是我國防治水研究內(nèi)容的發(fā)展趨勢[1]

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本文編號：598711