岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (S1): 42-52.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0766
许海亮,谭安福,宋义敏,安栋,张苑玉,杜羽,高晗钧
XU Hai-liang, TAN An-fu, SONG Yi-min, AN Dong, ZHANG Yuan-yu, DU Yu, GAO Han-jun
摘要: 为分析层状复合岩石层间滑动演化规律及变形破坏特征,采用三点弯曲试验,以数字散斑相关方法为观测手段,对一种由细砂岩组成的层状复合岩石试件进行研究。主要结论如下:(1)层间接触条件(或是否发生滑动)对复合岩石断裂顺序、峰值荷载等变形破坏特征有较大影响。层间接触面发生滑动,上层岩石首先出现破坏,且峰值荷载小于没有发生滑动的同类结构,以本次试验为例,前者峰值荷载为后者的56%。(2)层状复合岩石变形破坏过程中,层间滑动位移总体呈现波动状态分布;第2组试验中最大滑动位移为0.320 mm,第4组试验中最大滑动位移为0.027 mm,两者相差近10倍;不同区域层间滑动位移和竖向位移在荷载曲线突降处均产生突变,但第2组和第4组试验表现出的突变规律不相同,主要是由复合岩层首先出现裂隙破坏的位置差异造成。(3)本次试验中,复合岩石层间接触面产生滑动时,水平应力与竖向应力比例系数波动幅值在0.15内;未产生滑动时,应力比例系数波动幅值大部分在0.5内。(4)层间发生滑动,上层岩石破裂过程中,层间出现水平方向及竖直方向加速度,且竖直方向加速度变化幅值约为水平方向加速度变化幅值的50%,因此岩石破坏过程中释放的能量在水平和竖直两个方向以横波与纵波两种方式释放传播。上述研究结论对煤矿开采过程中高位岩层矿震的发生和上覆岩层承载变形特征的相关研究有一定的借鉴意义。
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