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侧向约束下加载系统刚度对砂岩非稳定破坏模式与能量演化的影响
1
作者
赵光明
吴旭坤
+4 位作者
许文松
刘之喜
刘崇岩
张启航
周俊
《煤炭学报》
2025年第2期877-889,共13页
为探究加载系统刚度对岩石破坏模式及能量演化规律的影响,利用自主研发的刚性与变刚度试验系统开展双轴压缩试验,分析侧向约束作用下加载系统刚度对岩石峰后非稳态破坏及能量释放规律的作用机制。结果表明:从能量耗散与释放角度来分析...
为探究加载系统刚度对岩石破坏模式及能量演化规律的影响,利用自主研发的刚性与变刚度试验系统开展双轴压缩试验,分析侧向约束作用下加载系统刚度对岩石峰后非稳态破坏及能量释放规律的作用机制。结果表明:从能量耗散与释放角度来分析岩样与试验机系统之间的相互作用,揭示了加载系统刚度下岩石破坏过程中能量耗散与释放的关系,并将其划分为稳定破坏(W_(d)>W_(u)+W_(e))、临界状态(W_(d)=W_(u)+W_(e))及不稳定破裂(W_(d)<W_(u)+W_(e))3种模式;在低刚度条件下,岩样的应力应变曲线表现出显著的应力跌落与起伏,呈现局部非稳态破坏,而在高刚度条件下,岩样的峰后应力缓慢下降,曲线呈台阶状并存在残余阶段;随着加载系统刚度的增大,岩样的最大应变能释放量和最大耗散能均呈非线性减少,而侧向约束力的增加则导致最大应变能释放量和最大耗散能的非线性增加;侧向约束的施加增强了刚度回弹效应,改变了岩石破裂时的能量释放模式,在峰后前期(ΔW_(pe)>ΔW_(pd)),能量释放较为迅速,峰后中期(ΔW_(pe)<ΔW_(pd)),能量主要以耗散为主,峰后后期(ΔW_(pe)≈ΔW_(pd)),能量释放和耗散进入稳定阶段。研究结果为理解加载系统刚度对岩石峰后破坏机制及动力灾害防治提供了理论基础,并提出通过侧向约束力、分阶段能量控制和降低岩体储能能力等措施,以改善能量释放模式,增强能量耗散,提升巷道围岩稳定性。
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关键词
加载系统刚度
侧向约束力
能量释放与耗散
峰后应力
非稳态破坏模式
在线阅读
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职称材料
岩石双轴压缩试验及装置研究进展
被引量：
18
2
作者
张庆
侯爱军
+1 位作者
贠小有
杨小林
《河南理工大学学报（自然科学版）》
CAS
2007年第4期440-445,共6页
综述岩石双轴压缩研究的试验方法、试验设备和研究成果,指出大部分现有的破坏准则忽视了中间主应力的影响,选用试件尺寸太小以致无法充分考虑尺寸效应,加载头与试件受压面之间存在的摩擦力影响试件破坏形态.河南理工大学和加拿大麦吉尔...
综述岩石双轴压缩研究的试验方法、试验设备和研究成果,指出大部分现有的破坏准则忽视了中间主应力的影响,选用试件尺寸太小以致无法充分考虑尺寸效应,加载头与试件受压面之间存在的摩擦力影响试件破坏形态.河南理工大学和加拿大麦吉尔大学合作设计建造的大吨位等刚度双向加载系统采用柔性加载头,克服了加载过程中加载头与试件间的摩擦力对试件破坏形态的影响,且能对较大尺寸试件进行单、双轴压缩试验.利用该装置对各种岩石材料开展系统的试验研究,有望弥补目前国际岩石力学界对双向受力状态下岩石破坏机理认识的不足.
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关键词
岩石双向
加
载
中间主应力
双轴强度
等
刚度
双向
加
载
系统
在线阅读
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职称材料
混凝土在双向应力状态下的力学特性研究
被引量：
3
3
作者
王有凯
徐秋丽
张素华
《路基工程》
2009年第5期73-75,共3页
采用大吨位等刚度双向加载系统,对混凝土试块进行了双向加载试验研究。试验表明:在双向加载条件下,混凝土的破坏强度相对单轴强度有所提高;中间主应力对岩石的破坏强度有显著影响。文中对混凝土试块在双向荷载作用下的破坏现象进行了分析。
关键词
等
刚度
双向
加
载
系统
双向应力
力学特性
中间主应力
混凝土
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职称材料
题名
侧向约束下加载系统刚度对砂岩非稳定破坏模式与能量演化的影响
1
作者
赵光明
吴旭坤
许文松
刘之喜
刘崇岩
张启航
周俊
机构
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
出处
《煤炭学报》
2025年第2期877-889,共13页
基金
安徽省高校优秀科研创新团队资助项目(2022AH010053)
国家重点研发计划资助项目(2023YFC2907602)
国家自然科学青年基金资助项目(52404068)。
文摘
为探究加载系统刚度对岩石破坏模式及能量演化规律的影响,利用自主研发的刚性与变刚度试验系统开展双轴压缩试验,分析侧向约束作用下加载系统刚度对岩石峰后非稳态破坏及能量释放规律的作用机制。结果表明:从能量耗散与释放角度来分析岩样与试验机系统之间的相互作用,揭示了加载系统刚度下岩石破坏过程中能量耗散与释放的关系,并将其划分为稳定破坏(W_(d)>W_(u)+W_(e))、临界状态(W_(d)=W_(u)+W_(e))及不稳定破裂(W_(d)<W_(u)+W_(e))3种模式;在低刚度条件下,岩样的应力应变曲线表现出显著的应力跌落与起伏,呈现局部非稳态破坏,而在高刚度条件下,岩样的峰后应力缓慢下降,曲线呈台阶状并存在残余阶段;随着加载系统刚度的增大,岩样的最大应变能释放量和最大耗散能均呈非线性减少,而侧向约束力的增加则导致最大应变能释放量和最大耗散能的非线性增加;侧向约束的施加增强了刚度回弹效应,改变了岩石破裂时的能量释放模式,在峰后前期(ΔW_(pe)>ΔW_(pd)),能量释放较为迅速,峰后中期(ΔW_(pe)<ΔW_(pd)),能量主要以耗散为主,峰后后期(ΔW_(pe)≈ΔW_(pd)),能量释放和耗散进入稳定阶段。研究结果为理解加载系统刚度对岩石峰后破坏机制及动力灾害防治提供了理论基础,并提出通过侧向约束力、分阶段能量控制和降低岩体储能能力等措施,以改善能量释放模式,增强能量耗散,提升巷道围岩稳定性。
关键词
加载系统刚度
侧向约束力
能量释放与耗散
峰后应力
非稳态破坏模式
Keywords
stiffness of loading system
lateral binding force
energy release and dissipation
post-peak stress
unsteady failure mode
分类号
TD325 [矿业工程]
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职称材料
题名
岩石双轴压缩试验及装置研究进展
被引量：
18
2
作者
张庆
侯爱军
贠小有
杨小林
机构
河南理工大学土木工程学院
洛阳理工学院
出处
《河南理工大学学报（自然科学版）》
CAS
2007年第4期440-445,共6页
基金
河南省杰出科研人才工程(2006KYCX012)
文摘
综述岩石双轴压缩研究的试验方法、试验设备和研究成果,指出大部分现有的破坏准则忽视了中间主应力的影响,选用试件尺寸太小以致无法充分考虑尺寸效应,加载头与试件受压面之间存在的摩擦力影响试件破坏形态.河南理工大学和加拿大麦吉尔大学合作设计建造的大吨位等刚度双向加载系统采用柔性加载头,克服了加载过程中加载头与试件间的摩擦力对试件破坏形态的影响,且能对较大尺寸试件进行单、双轴压缩试验.利用该装置对各种岩石材料开展系统的试验研究,有望弥补目前国际岩石力学界对双向受力状态下岩石破坏机理认识的不足.
关键词
岩石双向
加
载
中间主应力
双轴强度
等
刚度
双向
加
载
系统
Keywords
rock biaxial loading
intermediate principal stress
biaxial strength
IBLS
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
混凝土在双向应力状态下的力学特性研究
被引量：
3
3
作者
王有凯
徐秋丽
张素华
机构
河南理工大学土木工程学院
出处
《路基工程》
2009年第5期73-75,共3页
文摘
采用大吨位等刚度双向加载系统,对混凝土试块进行了双向加载试验研究。试验表明:在双向加载条件下,混凝土的破坏强度相对单轴强度有所提高;中间主应力对岩石的破坏强度有显著影响。文中对混凝土试块在双向荷载作用下的破坏现象进行了分析。
关键词
等
刚度
双向
加
载
系统
双向应力
力学特性
中间主应力
混凝土
分类号
TU755 [建筑科学—建筑技术科学]
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
侧向约束下加载系统刚度对砂岩非稳定破坏模式与能量演化的影响
赵光明
吴旭坤
许文松
刘之喜
刘崇岩
张启航
周俊
《煤炭学报》
2025
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
岩石双轴压缩试验及装置研究进展
张庆
侯爱军
贠小有
杨小林
《河南理工大学学报（自然科学版）》
CAS
2007
18
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
混凝土在双向应力状态下的力学特性研究
王有凯
徐秋丽
张素华
《路基工程》
2009
3
在线阅读
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职称材料
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