侧压影响下圆形洞室岩爆双轴物理模拟试验研究

谷雪斌, 郭伟耀, 赵同彬, 沈宝堂, 张东晓

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山东科技大学学报(自然科学版) ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (01) : 46-52. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.006

侧压影响下圆形洞室岩爆双轴物理模拟试验研究

  • 谷雪斌, 郭伟耀, 赵同彬, 沈宝堂, 张东晓
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摘要

为研究侧压影响下圆形洞室岩爆机制,采用双轴加载装置对含孔洞红砂岩试样进行了物理模拟试验,期间采用高速相机观测了孔洞破坏全过程。研究结果表明:岩爆过程可划分为平静期、剥落期、屈曲期和岩爆期四个时期;洞壁垂直起裂应力和岩爆V型槽破坏深度均随侧压增大而呈线性增大趋势。侧压主要从两方面影响岩爆发生:一是影响洞室破坏机制,当侧压较低时,洞壁垂直方向起裂应力小、水平方向应力梯度小,以拉伸破坏机制为主,破坏范围小,而侧压较大时,洞壁浅部区域破坏机制与低侧压时类似,但洞壁深部区域由于水平应力增加,受力类似三轴压缩,以剪切破坏机制为主,破坏范围大;二是影响洞壁能量积聚释放特征,由于侧压增大,平静期持续时间增加,而破坏期持续时间减小,造成洞壁破坏时单位时间内能量释放率增加,岩爆发生更加剧烈。

关键词

圆形洞室 / 岩爆 / 模拟试验 / 侧压 / V型槽

中图分类号

TU45

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谷雪斌, 郭伟耀, 赵同彬, 沈宝堂, 张东晓. 侧压影响下圆形洞室岩爆双轴物理模拟试验研究. 山东科技大学学报(自然科学版). 2020, 39(01): 46-52 https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.006

基金

国家自然科学基金项目(51674160); 山东省自然科学基金项目(ZR2019QEE026); 泰山学者优势特色学科人才团队支持计划项目

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