怒江夏里段变质砂岩不同卸荷速率下破坏特性研究

作     者：赵宁 王炀 郭长宝 简文星 刘造保 ZHAO Ning;WANG Yang;GUO Changbao;JIAN Wenxing;LIU Zaobao

作者机构：中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室沈阳110819 

出 版 物：《工程地质学报》 (Journal of Engineering Geology)

年 卷 期：2024年第32卷第3期

页      面：825-839页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：地质力学研究所基本科研业务费(资助号:DZLXJK202210) 中国地质调查局项目(资助号:DD20190319,DD20221816) 

主　　题：变质砂岩 真三轴 卸荷速率 能量演化 数值模拟 

摘      要：隧道不同的开挖掘进速率对岩体的力学特性有明显的影响,本文选取怒江夏里段典型变质砂岩,开展了不同速率条件下的真三轴卸荷试验。试验采用应力-应变监测、声发射监测、数值模拟等手段,探究了不同卸荷速率下岩石的变形破坏模式与破坏特性。结果表明:卸荷速率越快,张拉裂纹数量增加,岩石的破坏模式越复杂,呈现张剪共生的形态特征。不同的卸荷速率下,能量具有相同的演化趋势,随着卸荷速率的增加,试样弹性应变能占比增加,耗散能占比降低,用于破坏的能量增加,试样破坏越严重。试样的声发射能量变化表明在卸荷阶段,高卸荷速率产生的损伤变形最小,能量损伤也越小,在破坏阶段损伤发生的时间提前,从而形成更加剧烈的破坏。数值模拟试验表明随着卸荷速率的增加,岩石由剪切破坏逐步向张剪破坏过渡,在高卸荷速率下岩石破坏更为剧烈,同时能量演化规律与室内试验一致。