不同加载速率对磷块岩破坏特性的影响研究

为了探究磷块岩受力后的动态响应规律,开展了不同加载速率作用下的磷块岩单轴压缩试验,并结合PFC3D颗粒流软件,对加载速率与峰值应力、破坏形态、裂纹扩展数量及位移变化的对应关系进行分析。室内试验结果表明:不同加载速率下磷块岩单轴压缩过程均经历了压密、弹性变形、塑性变形、峰后破坏等4个阶段;随着加载速率的增大,试件峰值应力及其应变增大,弹性模量增幅显著,峰后破坏愈加剧烈。PFC^(3D)数值模拟结果表明:随着加载速率的增大,模型裂纹数量增多;模型由局部破坏转为剧烈的全局破坏。磷块岩强度随着加载速率的增大而增大,试件内部孔隙在较大加载速率作用下闭合不充分,各向异性较强,形成的宏观破裂面更明显,破坏范围更大。

梯度应力作用下模型试件声发射-红外特征及岩爆孕育演化研究

为研究不同梯度应力作用对岩体岩爆特性的影响及岩爆孕育的时空演化规律,借助YB-A型岩爆模拟试验装置对具有岩爆倾向性的模型试件进行梯度应力作用下的加卸载试验,利用高速摄像机、红外热像仪和声发射(AE)等监测手段,捕捉试件在加载作用下的AE变化特征及红外辐射特征,对模型试件加载过程中AE特征参数进行处理并对热像进行图像增强处理与能量演化分析,分析梯度应力作用下模型岩爆孕育过程的时空演化规律。研究结果表明:模型试件受均布加载、低梯度加载与高梯度应力下的岩爆孕育演化特征存在明显差异;模型试件在梯度应力作用下的岩爆孕育过程中呈现出的AE特征、红外辐射时空演化特征与岩爆孕育发生过程具有良好的同步性,且其AE特征与红外辐射特征随应力梯度作用的不同而存在明显的差异;随着模型加载应力梯度的增大,模型加载过程中能量累积段时间增加、耗散阶段时间变短、能量释放率变大,能量积累-耗散-释放各个阶段的差异是模型岩爆烈度随加载应力梯度增强的原因。

大尺寸试件在梯度应力作用下的岩爆孕育声发射特性

岩爆是地下深部岩体开挖过程中常见的一种地质灾害现象,而梯度应力是影响岩体岩爆孕育的主要因素之一。为探究梯度应力作用下的岩体岩爆孕育声发射特性,借助YB-A型岩爆模拟试验装置对大尺寸试件进行不同梯度应力作用下的室内岩爆加卸载试验,采用声发射监测手段获取试件在加载过程中的声发射数据并进行分析。研究结果表明:围压一定时,试件所受顶部应力梯度差越小,试件岩体产生的声发射现象相对越早,声发射能量的释放频率在加载过程中更均匀,且声发射能量相对较小;随着试件顶部所受梯度应力差值的增大,试件的声发射能量值释放愈发频繁,振铃计数的变化范围越大,越符合岩体压缩作用下的4个变形阶段。

混凝土在单轴压缩加载作用下的损伤破坏与红外特性研究

为探究不同强度混凝土在不同受力状态下损伤破坏与红外特性,采用RMT-301岩石与混凝土力学加载装置,开展了4种不同强度混凝土试件在不同加载速率下的单轴压缩试验,加载过程中对试件进行红外热像监测,分析了不同强度混凝土在不同加载速率下的宏观破坏与红外特性。结果表明,混凝土试件在受压作用下主要为张拉劈裂破坏和剪切破坏。红外辐射能很好地反映受压混凝土试件表面的能量聚集情况,混凝土试件表面最高温度点散点图分布有助于预测混凝土的破坏位置。相同强度混凝土试件,随着试件加载速率的增加,混凝土内部能量积聚呈增加趋势;同一加载速率下,混凝土试件表面最高温度点位置分布随混凝土强度的增高而越趋集中。