›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (10): 2868-2874.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

锦屏大理岩真三轴岩爆试验的渐进破坏过程研究

马艾阳1,伍法权1,沙 鹏1,赵 菲2,申保川3   

  1. 1. 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029;2. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083; 3. 广东省地质矿产公司,广州 510080
  • 收稿日期:2013-11-27 出版日期:2014-10-11 发布日期:2014-10-27
  • 作者简介:马艾阳,男,1983年生,博士,博士生,主要从事岩石力学试验研究方面的工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重点项目(No. 41030749)。

Progressive failure of Jinping marble in true triaxial rockburst test

MA Ai-yang1,WU Fa-quan1,SHA Peng1,ZHAO Fei2,SHENG Bao-chuan3   

  1. 1. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China; 2. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China; 3. Guangdong Geology and Mineral Products Co., Ltd., Guangzhou 510080, China
  • Received:2013-11-27 Online:2014-10-11 Published:2014-10-27

摘要: 为了查明高储能岩体快速卸荷变形破坏机制,设计了锦屏大理岩岩爆试验,对岩爆试件的宏观破坏特征、声发射过程等进行研究。根据以往真三轴岩爆试验特征进行了全程和非全程试验,记录其过程及声发射特征。对比分析两者的宏观破坏特征,解释了岩爆试验的渐进破坏过程。试验结果表明:在大理岩岩爆试验中,岩石试件的宏观破坏是由表及里的;张性裂纹的出现要早于剪切裂纹,剪切裂纹搭接相邻的张性裂纹(或临空面)形成圈闭,圈闭内的岩石碎块出现剥离或以一定初速度弹射;剪切面上岩粉的存在意味着剪切裂纹萌生扩展过程伴随着大量弹性应变能的释放;与其他的岩爆分类和机制相比,岩爆渐进破坏观点能够较好地解释岩爆机制。

关键词: 真三轴岩爆试验, 渐进破坏, 张性裂纹, 剪切裂纹, 岩粉

Abstract: In order to identify the deformation and failure mechanism of rock mass with high strain energy under fast unloading condition, Jinping marble rockburst tests are designed, and the macroscopic failure characteristics and acoustic emission(AE) processes are studied. Firstly, based on previous characteristics of true triaxial rockburst tests, true triaxial rockburst tests with entire process and without entire process are done, and a detailed process and AE characteristics are analyzed. Secondly, progressive failure is explained by comparing macroscopic failure characteristics of true triaxial rockburst tests with entire process with that of true triaxial rockburst tests without entire process. Conclusions are drawn as follows: in marble rockburst test, the macroscopic failure of rock specimen varies from outside to inside; tensile cracks appear earlier than shear cracks, and isolated rock fragment, which is confined by tensile cracks (or free face) and lapping shear cracks, peels off with or without a initial speed; the phenomenon that rock powder only exists on the shear crack planes demonstrates that a considerable strain energy dissipates, accompanying expansion of shear cracks; compared with other classification and mechanism of rockburst, a progressive failure view of rockburst in this article explains rockburst mechanism reasonably.

Key words: true triaxial rockburst test, progressive failure, tensional crack, shear crack, rock powder

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[1] 王伟, 陈国庆, 郑水全, 张广泽, 王栋, . 考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 468-476.
[2] 姜谙男, 张权, 吴洪涛, 段龙梅, 焦明伟, 白涛, . 基于改进局部安全度的爆破作用边坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 511-518.
[3] 李世俊, 马昌慧, 刘应明, 韩玉珍, 张 彬, 张 嘎, . 离心模型试验与数值模拟相结合研究 采空边坡渐进破坏特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1577-1583.
[4] 张龙飞, 吴益平, 苗发盛, 李麟玮, 康田. 推移式缓倾浅层滑坡渐进破坏力学模型 与稳定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4767-4776.
[5] 李国维, 施赛杰, 侯宇宙, 吴建涛, 李 峰, 吴少甫, . 引江济淮试验工程非膨胀土开发技术实验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 302-314.
[6] 杨丽平. 一种黄土滑坡渐进破坏过程分析[J]. , 2018, 39(7): 2591-2598.
[7] 谭福林,胡新丽,张玉明,何春灿,章 涵. 不同类型滑坡渐进破坏过程与稳定性研究[J]. , 2016, 37(S2): 597-606.
[8] 薛海斌 ,党发宁,尹小涛,雷 曼,杨 超,. 基于动力学和材料软化特性的边坡渐进破坏特征研究[J]. , 2016, 37(8): 2238-2246.
[9] 高军程 ,郭 莹 ,贾金青 ,涂兵雄,. 基于数字图像测量系统的饱和细砂渐进破坏特性研究[J]. , 2016, 37(5): 1343-1350.
[10] 谢新宇 ,冯 香 ,吴晓明,. 应变软化土坡渐进破坏的可靠度分析[J]. , 2015, 36(S2): 679-684.
[11] 冯 春,李世海,刘晓宇. 一种有限元转化为颗粒离散元的方法及其应用研究[J]. , 2015, 36(4): 1027-1034.
[12] 林春金 ,张乾青 ,梁发云 ,张 骞 ,刘洪亮,. 考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性研究[J]. , 2014, 35(4): 1131-1140.
[13] 陈国庆 ,黄润秋 ,周 辉 ,许 强 ,李天斌 . 边坡渐进破坏的动态强度折减法研究[J]. , 2013, 34(4): 1140-1146.
[14] 曾 锃 ,张泽辉 ,杨宏丽 ,尹小涛 ,党发宁 . 基于边坡渐进破坏特征对传统极限平衡法几点假设的合理分析[J]. , 2012, 33(S1): 146-150.
[15] 刘泉声,胡云华,刘 滨. 基于试验的花岗岩渐进破坏本构模型研究[J]. , 2009, 30(2): 289-296.
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[1] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 张宜虎,周火明,邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[3] 杨 光,孙 逊,于玉贞,张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[4] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[5] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[6] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[7] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[8] 胡 存,刘海笑,黄 维. 考虑循环载荷下饱和黏土软化的损伤边界面模型研究[J]. , 2012, 33(2): 459 -466 .
[9] 查甫生,许 龙,崔可锐. 水泥固化重金属污染土的强度特性试验研究[J]. , 2012, 33(3): 652 -658 .
[10] 李术才 ,赵 岩 ,徐帮树 ,李利平 ,刘 钦 ,王育奎 . 海底隧道涌水量数值计算的渗透系数确定方法[J]. , 2012, 33(5): 1497 -1504 .