岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 1230-1244.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0725
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岳豪,杨胜利,翟瑞昊,张燊,崔轩
YUE Hao, YANG Sheng-li, ZHAI Rui-hao, ZHANG Shen, CUI Xuan
摘要: 含砂岩石是发生突水溃砂灾害前在高位关键层形成的特殊岩石,其强度与力学性质均与普通岩石不同,决定着高位关键层的稳定性。研究发现:不同裂隙角的裂隙岩石与含砂岩石具有不同的特征应力,且随着裂隙角的增加,裂隙岩石与含砂岩石的起裂应力、损伤应力和峰值应力均增加,双峰应力先增加后减小。相同裂隙角下的含砂岩石各特征应力均小于裂隙岩石,说明砂体对岩石特征应力具有弱化效应。从破坏形态来看,裂隙岩石易呈现翼形拉伸裂隙,含砂岩石在低裂隙角(30º)条件下形成拉伸裂隙,高裂隙角(60º)条件下易形成剪切裂隙,表明砂体进入岩石裂隙后对岩石具有剪切效应。同时建立了充砂力学模型,指出了含砂岩石强度小于裂隙岩石的原因是砂体降低了岩石的摩擦系数。根据声发射累计振铃计数定义了岩石损伤量并分析了含砂岩石致灾机制,现场溃砂灾害可分为4个阶段:弹性变形阶段、裂隙扩展阶段、蓄砂储能阶段、溃砂释能阶段。最后利用PFC2D验证了裂隙岩石与含砂岩石的差异性,分析了不同类型岩石的能量演化规律。研究结果可作为煤矿顶板突水溃砂现象的前兆信息识别,有助于指导突水溃砂工作面的安全生产。
中图分类号: TU452| [1] | 黄曼, 宁昊晟, 洪陈杰, 陶志刚, 刘雨星, 张贺, . 基于第二代负泊松比锚杆加固的充填结构面剪切特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 131-140. |
| [2] | 张胜, 柏巍, 徐鼎平, 郑虹, 江权, 李志伟, 向天兵, . 循环荷载作用下砂岩损伤演化的声发射与电阻率监测及理论研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 53-66. |
| [3] | 刘一鸣, 李振, 冯国瑞, 杨鹏, 白锦文, 黄炳雄, 李东, . 循环加卸载下裂隙砂岩声−热响应特征及前兆规律[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2773-2791. |
| [4] | 雷瑞德, 顾清恒, 胡超, 贺培, 周林森, . 裂隙砂岩声发射信号特征及破裂前兆识别研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2023-2038. |
| [5] | 储超群, 包兴佳, 毛明发, 吴顺川, 崔贺佳, . 深地灰岩三轴压缩声发射特征及破坏形式试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2049-2061. |
| [6] | 吕萌, 王亮清, 谢妮, 朱林锋, 安彩龙, 柯睿, 王旭晨, . 加锚异性结构面剪切特性及声发射响应特征研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2106-2120. |
| [7] | 马春德, 康子豪, 阳文源, 谭观霜, 赵俊康, . 不同加载速率下花岗岩多期应力记忆方向独立性试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1709-1718. |
| [8] | 唐巨鹏, 黄磊, 潘一山, 任凌冉, 张昕, 张众华, . 煤层倾角突变区煤与瓦斯突出模拟试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1719-1730. |
| [9] | 韩世迎, 王航龙, 彭俊, 朱君星, 王林飞, 潘堃, . 结构面影响深埋隧道硬质围岩岩爆特征试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1765-1776. |
| [10] | 张艳博, 周浩, 梁鹏, 姚旭龙, 陶志刚, 来有邦, . 基于到时精确拾取与智能优化算法结合的岩石声发射定位方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1643-1656. |
| [11] | 王晓敏, 屈钧利, 师亚平. 基于自回归模型方差陡增效应的微震P波到时拾取[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1335-1342. |
| [12] | 许庆钊, 史文豹, 常聚才, 苗壮, 闫澳运, 李传明, 齐潮. 不同加载速率含水煤样力学响应及宏微观破坏机制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 881-893. |
| [13] | 于天佑, 蒋关鲁, 饶千竺, 朱丹, 陈虹羽, 刘先峰, . 水汽循环作用下红层泥岩的损伤劣化特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 479-491. |
| [14] | 刘剑, 周宗红, 张晶, 王春, 侯廷凯, 乔木, . 闪长岩不同卸荷速率声发射特征及非稳定阶段识别[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 225-232. |
| [15] | 孙杰豪, 郭保华, 田世轩, 程坦, . 基于声发射特征参数的砂岩节理直剪破坏特征试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 167-177. |
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