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题名真三轴加卸载应力路径对原煤力学特性及渗透率影响
被引量：20
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作者
尹光志
刘玉冰
李铭辉
邓博知
刘超
鲁俊
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机构
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
重庆大学资源及环境科学学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期131-136,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51434003
51374256)
重庆市博士后科研基金特别资助项目(XM2017043)
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文摘
深部煤炭资源开采过程中,由于地应力和工程扰动的影响,煤岩体常处于三向不等压的真三轴应力状态(σ1>σ2>σ3),而采用常规三轴(σ1>σ2=σ3)的加载应力路径难以反映煤岩体的实际受力状态。为此,利用自行研制的"多功能真三轴流固耦合试验系统",研究了真三轴加卸载应力路径下原煤力学特性及渗透率演化规律。结果表明:真三轴加卸载应力路径对原煤的变形、强度特性及渗透率演化规律有重要影响。与CCT加载应力路径相比,LUT,LUUT应力路径下原煤峰值强度降低;真三轴加卸载应力路径下原煤八面体剪应力与有效平均正应力之间存在线性关系。真三轴加卸载应力路径下的原煤破坏方式均为拉-剪复合破坏。此外,真三轴加卸载应力路径对原煤渗透率演化规律有显著影响。
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关键词
真三轴加卸载
应力路径
力学特性
渗透率
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Keywords
true triaxial stress loading-unloading
stress path
mechanical property
permeability
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分类号
TD821
[矿业工程—煤矿开采]
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题名真三轴加卸载岩体各向异性及能量演化机制
被引量：8
- 2
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作者
许文松
赵光明
孟祥瑞
刘之喜
刘崇岩
戚敏杰
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机构
安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
安徽理工大学安全科学与工程学院
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1502-1515,共14页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52004006,51974009)
安徽省科技重大专项
安徽省“省特支计划”的领军人才资助项目(T000508)。
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文摘
地下工程开挖过程中围岩处于极其复杂的应力环境中,尤其是在其各向异性的影响下,动力灾害的发生存在隐蔽性。采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对砂岩进行不同主应力方向加卸载试验,研究真三轴不同主应力加卸载条件下高应力岩体力学特性与破坏特征,分析不同主应力加卸载岩体次生各向异性及能量演化机制。结果表明:(1)在岩体次生各向异性影响下,σ_(1)(第一主应力)进行循环加卸载过程中,ε_(2)(第二主应变)和ε_(3)(第三主应变)呈现相反变化,ε_(V)(体积应变)先压缩再膨胀,最终表现出膨胀的宏观现象;(2)高围压岩体σ_(3)(第三主应力)卸载时,ε_(1)产生压缩,ε_(2)和ε_(3)产生膨胀变形,ε_(2)变化量小于ε_(3),卸荷方向变形由线弹性状态转变为弹-塑非线性;(3)σ_(1)和σ_(3)卸载岩体积聚的能量差异较大,σ_(1)卸载是一个能量释放的过程,σ_(3)卸载是一个能量积聚的过程,卸荷方向的能量变化特征决定了其余2个诱发方向的能量积聚、释放规律,σ_(3)卸载岩体的极限储存能量降低,且σ_(2)(第二主应力)卸荷时随着σ_(1)的增大加快了岩石的破坏,表明岩体卸载比加载更容易破坏;(4)σ_(3)卸荷速度越快,破坏时所释放的能量增加、耗散能降低,卸荷方向岩体能量密度和总积聚能量密度减小。动力事故发生的主要原因是岩体内部能量的积聚释放,岩体次生各向异性对岩体自身极限储存能存在很大影响,研究真三维加卸载次生应力对岩石极限储存能的影响特征为冲击地压防止提供了参考。
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关键词
真三轴加卸载
各向异性
能量积聚
释放应变能
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Keywords
true triaxial loading and unloading
anisotropy
energy accumulation
release strain energy
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分类号
TD324
[矿业工程—矿井建设]
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题名不同卸载方向下高应力岩石真三轴卸荷力学特性研究
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作者
向前
王科
翁磊
尤伟军
储昭飞
李泽宇
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机构
中建三局第一建设工程有限公司
无限元数创科技有限公司
武汉大学土木建筑工程学院
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期80-89,共10页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52278412,42077246)
中央高校基本科研业务费专项资金(2042022kf1055)。
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文摘
深部岩体开挖过程中,围岩应力场在开挖面附近形成交替分布的应力升高区(加载区)和应力降低区(卸载区),极易引发高应力岩体失稳破坏。尽管目前已有诸多关于岩石加卸载破坏方面的研究,但在复杂真三轴应力路径下岩石加卸载破坏机理的认识仍不充分。针对这一问题,文章以山东玲珑金矿花岗岩立方块试样为研究对象,首先进行了不同侧向应力下真三轴加载破坏试验,并进一步开展了不同卸荷方向下真三轴卸载破坏试验,深入研究了花岗岩试样在复杂真三轴加卸载路径下的强度及破坏特征。试验结果表明:随着中间主应力的增大,真三轴加载条件花岗岩的破坏模式由张拉-剪切复合型破坏转变到张拉破坏,真三轴加载破坏强度先增大后缓慢减小;在相同中间主应力和最小主应力条件下,花岗岩的真三轴卸载破坏强度均小于其加载破坏强度,Mogi强度公式可以很好地拟合卸载最小主应力条件下的真三轴卸载强度。该成果可为深部岩体工程稳定性控制和设计提供重要的理论依据和指导。
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关键词
真三轴加卸载
中间主应力
卸载方向
强度
岩石力学
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Keywords
true triaxial loading and unloading
intermediate principal stress
unloading direction
strength
rock mechanics
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分类号
TU458
[建筑科学—岩土工程]
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题名真三轴循环主应力作用下砂岩能量演化规律
被引量：15
- 4
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作者
赵光明
刘之喜
孟祥瑞
张若飞
顾清恒
戚敏杰
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机构
安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
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
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期1875-1890,共16页
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基金
国家自然科学基金(No.51974009)
安徽省科技重大专项(No.202203a07020011)
+3 种基金
安徽省“特支计划”的领军人才项目(No.T000508)
高校协同创新项目(No.GXXT-2021-075)
安徽省学术和技术带头人科研活动经费
淮北市重大科技专项(No.Z2020005)。
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文摘
为了探究真三轴主应力循环加卸载对砂岩能量积聚与耗散的影响,利用自主研发的真三轴扰动卸荷岩石测试系统进行了3个主应力循环加卸载试验。基于真三轴循环加卸载应力-应变演化规律与加卸载特征,划分了主应力循环加卸载试验中加载、卸载的种类;通过对三向主应力循环加卸载过后岩体表面裂纹对比分析,发现最小主应循环对岩体产生损伤最大,中间主应力次之,最大主应产生损伤最小;利用图形面积积分法与叠加法分别计算了真三轴循环加卸载的弹性能密度、耗散能密度与输入能密度,分析了三者随主应力次数增加的演化规律与加卸载过程中的能量分配;利用真三轴同时加卸载试验,验证了上述提出的能量分析方法的合理性与准确性,对其3个主应力方向卸载释放弹性能密度分析,发现循环加卸载产生的损伤对岩体储存弹性能密度影响较小。对比了3个主应力卸载对砂岩损伤与能量耗散的影响,对巷道掘进方向进行了进一步讨论。
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关键词
岩石力学
真三轴循环加卸载
能量积聚
能量耗散
加卸载分类
能量演化
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Keywords
rock mechanics
true triaxial cyclic loading and unloading
energy accumulation
energy dissipation
loading and unloading classification
energy evolution
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分类号
TU451
[建筑科学—岩土工程]
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