与地热场相关的高温显著影响地下岩石节理的力学性质,因此,高温循环热处理后节理力学性质研究成为亟待解决的重要课题之一。对粗糙度大致相同的花岗岩节理进行400℃高温下不同次数的循环加热-自然冷却处理,并在不同法向应力下开展了直...与地热场相关的高温显著影响地下岩石节理的力学性质,因此,高温循环热处理后节理力学性质研究成为亟待解决的重要课题之一。对粗糙度大致相同的花岗岩节理进行400℃高温下不同次数的循环加热-自然冷却处理,并在不同法向应力下开展了直剪试验,分析了花岗岩节理剪切力学性质随循环热处理次数的变化特性,并基于电镜扫描技术(scanning electron microscope,SEM)从细观角度解释其高温力学机理。试验结果表明,随着循环热处理次数的增加,节理的峰值剪切强度和剪切前后粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC)的变化(ΔJRC)总体上呈现先增后减变化趋势,剪切刚度呈减小趋势,而残余剪切强度和峰值剪切位移呈增大趋势。随着循环热处理次数的增加,矿物颗粒出现热膨胀并产生热硬化现象;而当循环热处理次数进一步增加(超过5次)时,矿物内的微裂纹不断发育与扩展。这导致了花岗岩节理力学性质的变化。研究成果可为变温环境下围岩稳定性分析提供参考。展开更多
充填体—边界介质组合体接触面的剪切力学特性与参数是研究充填采场应力分布与充填体揭露稳定性评价的基础数据。通过室内直剪试验与RFPA^(3D)数值模拟试验联合手段,对3种灰砂配比(1∶4、1∶8和1∶20)、4种接触面法向应力(50 k Pa、100 ...充填体—边界介质组合体接触面的剪切力学特性与参数是研究充填采场应力分布与充填体揭露稳定性评价的基础数据。通过室内直剪试验与RFPA^(3D)数值模拟试验联合手段,对3种灰砂配比(1∶4、1∶8和1∶20)、4种接触面法向应力(50 k Pa、100 k Pa、150 k Pa和200 k Pa)的充填体—边界介质组合体(充填体—围岩、充填体—矿体、胶结充填体—非胶结充填体)的剪切力学特性与声发射特征、黏聚力和内摩擦角参数变化规律进行了分析。结果表明:随灰砂配比降低,充填体—围岩组合体峰值剪切强度减少,破坏模式由脆性变为延性,破坏形态由颗粒粘连、块状粘连到凸起体尖端被剪断。灰砂配比1∶4组合体发生破坏时剪切应力垂直下降,振铃计数率突然骤增,其他阶段振铃计数率相对较小。灰砂配比1∶8和1∶20组合体从裂隙压密到破坏阶段,声发射振铃计数率密集,剪切过程中有明显剪胀变形;充填体—边界介质组合体接触面的峰值剪切强度随法向应力、灰砂配比降低而减少。胶结充填体—围岩接触面峰值剪切强度略小于胶结充填体—矿体强度,胶结—非胶结充填体组合体峰值强度远小于胶结充填体—矿岩组合体,接近非胶结充填体自身强度;充填体—边界介质组合体接触面的黏聚力和内摩擦角随灰砂配比降低而减少。充填体—围岩与充填体—矿体黏聚力和内摩擦角接近,胶结—非胶结充填体组合体黏聚力和内摩擦角参数远小于胶结充填体—矿岩组合体。研究结果拓展了充填体—边界介质组合体剪切力学特性获取方法,为充填采场稳定性分析提供了基础数据。展开更多
文摘与地热场相关的高温显著影响地下岩石节理的力学性质,因此,高温循环热处理后节理力学性质研究成为亟待解决的重要课题之一。对粗糙度大致相同的花岗岩节理进行400℃高温下不同次数的循环加热-自然冷却处理,并在不同法向应力下开展了直剪试验,分析了花岗岩节理剪切力学性质随循环热处理次数的变化特性,并基于电镜扫描技术(scanning electron microscope,SEM)从细观角度解释其高温力学机理。试验结果表明,随着循环热处理次数的增加,节理的峰值剪切强度和剪切前后粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC)的变化(ΔJRC)总体上呈现先增后减变化趋势,剪切刚度呈减小趋势,而残余剪切强度和峰值剪切位移呈增大趋势。随着循环热处理次数的增加,矿物颗粒出现热膨胀并产生热硬化现象;而当循环热处理次数进一步增加(超过5次)时,矿物内的微裂纹不断发育与扩展。这导致了花岗岩节理力学性质的变化。研究成果可为变温环境下围岩稳定性分析提供参考。
文摘充填体—边界介质组合体接触面的剪切力学特性与参数是研究充填采场应力分布与充填体揭露稳定性评价的基础数据。通过室内直剪试验与RFPA^(3D)数值模拟试验联合手段,对3种灰砂配比(1∶4、1∶8和1∶20)、4种接触面法向应力(50 k Pa、100 k Pa、150 k Pa和200 k Pa)的充填体—边界介质组合体(充填体—围岩、充填体—矿体、胶结充填体—非胶结充填体)的剪切力学特性与声发射特征、黏聚力和内摩擦角参数变化规律进行了分析。结果表明:随灰砂配比降低,充填体—围岩组合体峰值剪切强度减少,破坏模式由脆性变为延性,破坏形态由颗粒粘连、块状粘连到凸起体尖端被剪断。灰砂配比1∶4组合体发生破坏时剪切应力垂直下降,振铃计数率突然骤增,其他阶段振铃计数率相对较小。灰砂配比1∶8和1∶20组合体从裂隙压密到破坏阶段,声发射振铃计数率密集,剪切过程中有明显剪胀变形;充填体—边界介质组合体接触面的峰值剪切强度随法向应力、灰砂配比降低而减少。胶结充填体—围岩接触面峰值剪切强度略小于胶结充填体—矿体强度,胶结—非胶结充填体组合体峰值强度远小于胶结充填体—矿岩组合体,接近非胶结充填体自身强度;充填体—边界介质组合体接触面的黏聚力和内摩擦角随灰砂配比降低而减少。充填体—围岩与充填体—矿体黏聚力和内摩擦角接近,胶结—非胶结充填体组合体黏聚力和内摩擦角参数远小于胶结充填体—矿岩组合体。研究结果拓展了充填体—边界介质组合体剪切力学特性获取方法,为充填采场稳定性分析提供了基础数据。
