动载下含预制裂纹砂岩的力学特性及破裂过程研究

摘要：

深入研究缺陷岩石的动力特性对保障深部煤矿巷道等地下硐室在掘进爆破、老顶来压等强扰动作用下的长效稳定具有重要意义.该研究基于天然裂纹长度的幂律分布假设,利用颗粒流软件建立了分离式霍普金森压杆试验系统以及含不同数量分布裂纹的砂岩试件模型,研究了在冲击荷载作用下预制分布裂纹数量对砂岩试件强度、破坏等力学特性的影响.结果显示:①随预制裂纹数量(number of prefabricated cracks,NPC)的增加,砂岩试件强度近似呈线性减小趋势,而弹性模量降低规律更接近三次方程,并且随着NPC的增加,试件强度、弹性模量的离散性逐渐增大,试件峰后应力的降低过程也更为复杂;②随着NPC的增加,试件的AE事件曲线由单峰值、高极值向多峰值、低极值转变;③在冲击荷载作用下,试件中新生裂纹沿应力波传播方向渐进分布,由散斑形式逐渐连通扩展为片层状,并且随着NPC的增加,试件的破坏模式由四周破坏形式转变为自左至右的渐弱破坏形式;④试件主要沿应力波传播方向发生破裂,并且NPC越少,倾角沿应力波传播方向的新生裂纹占比越大.

关键词：分离式霍普金森压杆颗粒流模拟、幂律分布裂纹、预制裂纹数量(NPC)、砂岩动力特性

所属期刊栏目：42

分类号：TD853(矿山开采)

资助基金：安徽理工大学校青年基金;矿山建设工程安徽省高校重点实验室开放课题资助项目;安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金项目;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中央高校基本科研基金;安徽省高等学校自然科学研究重点项目

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：28-38