岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (9): 3025-3040.doi: 10.16285/j.rsm.2025.1058CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.1058
段敏克1, 2,戴佳志1,杨科1, 2,唐劲舟1, 2,周坤友1, 2,庞东杰1
DUAN Min-ke1,2, DAI Jia-zhi1, YANG Ke1, 2, TANG Jin-zhou1, 2, ZHOU Kun-you1, 2, PANG Dong-jie1
摘要:
了解层状砂岩在循环载荷作用下的力学各向异性和损伤演化规律,是评价地下岩石工程动力稳定性的关键。本研究对7种不同层理倾角的长方体砂岩试件进行了分级循环载荷试验。结合不同方位的应变监测、能量分解及声发射信号监测技术,分析了分级循环载荷下层理砂岩力学各向异性、能量演化及声发射特征。结果表明:(1)层理倾角对砂岩强度、变形各向异性响应特征具有显著影响,低倾角与高倾角条件下强度较大,但应变各向异性系数g 较小,且以张拉破坏为主,而中等倾角区间g(30º、45º、60º、75º)较大,以剪切破坏为主,相同层理角度砂岩纵向应变各向异系数gA大于横向应变各向异系数gL;(2)基于走向层理面纵向应变值eSA计算获得总输入能与弹性能随层理倾角变化呈“U”型分布,而基于倾向层理面纵向应变值eDA计算获得总输入能与弹性能则表现为“Λ”型分布,揭示了能量释放与层理面方位也密切相关;(3)基于累计振铃计数构建的损伤变量揭示了损伤演化的显著各向异性,上升角参数RA与平均频率参数AF(RA-AF联合分析)可精准区分裂纹类型,剪切裂纹占比呈“Λ”型分布,且倾角为75º时达到峰值,与宏观强度“U”型分布形成对应,声发射定位则能有效反映最终损伤空间分布特征。因此,研究层理倾角对砂岩力学各向异性、能量双向分布及声发射多参数表征的损伤演化规律,以期能为层状围岩的动力稳定性评价及灾害预警提供了理论支撑。
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