岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 40-52.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0677CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.0677
付强1, 2, 3, 4,杨科3, 4,刘钦节3, 4,宋涛涛2,吴犇牛3, 4,于鹏2
FU Qiang1, 2, 3, 4, YANG Ke3, 4, LIU Qin-jie3, 4, SONG Tao-tao2, WU Ben-niu3, 4, YU Peng2
摘要: 对于关闭煤矿硬岩巷道衬砌硐室储气空间而言,衬砌混凝土与围岩之间的良好黏结是保证储气空间承载层稳定与气密性的前提,但硐室内气压周期性的升高与下降会导致混凝土与围岩之间界面黏结力下降。为深入探究循环高内压交变荷载下围岩−衬砌组合结构界面强度疲劳劣化特性,开展了不同界面粗糙度岩石−混凝土组合体试样不同法向荷载的先疲劳后剪切试验,从岩石部分试验前后界面特征变化、应力−位移曲线、峰值强度和界面破坏模式等方面分析其强度特性。试验结果表明:变荷载作用后岩石−混凝土组合体试样在剪切过程中应力−应变曲线可分为裂缝闭合阶段(塑性−弹性变形阶段)、裂缝扩展阶段(弹性变形阶段)和脆性断裂阶段(破坏阶段)3个阶段,粗糙度越高,法向应力越大,各阶段发展越充分;界面刻槽处嵌入混凝土与砂岩岩柱相互挤压和交错,水平应变与主应变均呈现出明显的分区错动分布特征;在交变荷载作用下,颗粒之间发生断裂,并伴随着微裂纹延伸发展,岩屑与裂纹数量随上限应力增大而增多;组合结构强度特性与疲劳程度、界面粗糙程度、内压大小等密切相关。该研究可为压气储能条件下关闭煤矿硬岩巷道衬砌硐室稳定研究提供试验参考。
中图分类号: TD315| [1] | 谈云志, 吴克宇, 明华军, 孙德安, . 团粒膨润土振动密实性与恒刚度约束膨胀行为[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2399-2408. |
| [2] | 刘少华, 夏才初, 徐英俊, 徐晨, . 高内气压作用下岩石破裂特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3431-3440. |
| [3] | 张世殊, 徐国庆, 夏才初, 王升, . 压气储能地下洞室二衬预设缝参数优化研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3208-3218. |
| [4] | 张格诚, 徐晨, 夏才初, . 考虑剪切变形的高压储气洞室复合式预设缝衬砌力学特性[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3533-3544. |
| [5] | 王菲, 叶子俊, 苗文权, 徐建, . 过硫酸盐修复有机污染土的效果及强度特性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3635-3644. |
| [6] | 鲁青云, 徐英俊, 夏才初, 刘少华, . 纤维增强柔性混凝土压气储能地下洞室力学响应研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3566-3575. |
| [7] | 王树英, 钟嘉政, 倪准林, 郑响凑, . 带压环境下泥浆-泡沫组合改良级配不良砂剪切特性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 2879-2888. |
| [8] | 朱姝, 阙相成, 朱珍德, 朱其志, . 考虑截面规则性的柱状节理岩体变形及强度特性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 213-225. |
| [9] | 冷先伦, 王川, 庞荣, 盛谦, . 透明胶结土材料强度特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(8): 2059-2068. |
| [10] | 夏才初, 徐英俊, 王辰霖, 赵海鸥, 薛小代, . 基于非稳态渗流过程的压气储能 洞室空气渗漏率计算[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1765-1773. |
| [11] | 涂义亮, 刘新荣, 任青阳, 柴贺军, 王军保, 余佳玉. 含石量和颗粒破碎对土石混合料强度的影响研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 3919-3928. |
| [12] | 蒋中明, 李鹏, 赵海斌, 冯树荣, 唐栋, . 压气储能浅埋地下储气库性能试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 235-241. |
| [13] | 任克彬, 王 博, 李新明, 尹 松, . 毛细水干湿循环作用下土遗址的强度特性 与孔隙分布特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 962-970. |
| [14] | 周 辉, 程广坦, 朱 勇, 陈 珺, 卢景景, 崔国建, 杨聘卿, . 大理岩规则齿形结构面剪切特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 852-860. |
| [15] | 蒋中明, 刘澧源, 赵海斌, 唐 栋, 胡 炜, 梅松华, 李 鹏, . 地下储气库热力耦合数值分析动态边界条件研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1149-1157. |
|
||