岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (11): 3485-3500.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0082CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0082
杨松1,王俊光1,韦忠跟2,辛天宇3,梁冰1,王立轩1,任凌冉1
YANG Song1, WANG Jun-guang1, WEI Zhong-gen2, XIN Tian-yu3, LIANG Bing1, WANG Li-xuan1, REN Ling-ran1
摘要: 开采扰动极易加剧巷道围岩蠕变失稳,其在围岩中的传播方式为衰减振荡扰动。为探究衰减振荡扰动下岩石蠕变特性,以砂岩为研究对象,开展了X射线衍射、核磁共振试验和假三轴蠕变试验。基于试验结果,建立了砂岩离散元数值模型。参数标定结果表明,线性平行黏结模型与Burgers模型相结合的方法,可以模拟岩石的蠕变行为。将正弦扰动函数和指数函数相结合,提出了模拟衰减振荡扰动的函数表达式。通过Fish语言实现了衰减振荡扰动在数值模拟中的施加,模拟了砂岩在衰减振荡扰动下的蠕变过程。模拟结果表明,与无扰动岩样相比,衰减振荡扰动作用下岩样发生加速蠕变的时间更早,蠕变变形量更大。扰动施加前后,裂纹倾角分布由集中转为分散,破坏模式为张拉-剪切复合破坏模式。衰减振荡扰动施加时,岩石蠕变变形呈现类似的衰减振荡趋势,偏应力越大,衰减振荡扰动对岩石变形影响越大。衰减振荡扰动的施加,更容易导致颗粒之间接触键的断裂,加速了能量耗散。将衰减振荡扰动元件和非线性黏塑性体引入到Burgers模型中,建立了改进的Burgers模型,理论曲线与试验数据吻合度较高,该模型能较好地表征衰减振荡扰动下砂岩蠕变过程。
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