砂岩真三轴分级加载声发射特性与损伤演化研究

深部矿井、隧道等深地工程岩体处于三向高应力状态,受采掘影响围岩在竖向常受到明显的分级加载作用。针对岩石真三轴分级加载声发射特性的研究,对于深地工程围岩变形破坏灾变监测预警具有重要意义。为此,开展了砂岩真三轴分级加载声发射监测试验,分析了砂岩在真三轴分级加载过程中的声发射信号特征,揭示了基于声发射窗口波形数的岩石损伤演化规律。结果表明:砂岩在真三轴条件下,随着最大主应力不断提高,破坏形式逐渐由拉伸破坏向剪切破坏转化。声发射窗口波形数对于砂岩内部应力变化具有良好响应,能够直观反映岩石内部损伤演化,因此提出了基于累计窗口波形数的损伤变量和损伤演化模型。砂岩损伤—应变关系可以分为4个阶段:初始损伤阶段,三向同时加载导致岩石内部缺陷压密闭合引起轻微损伤;损伤平稳发展阶段,损伤缓慢增加,损伤—应变关系接近线性;损伤快速发展阶段,岩石应变不随应力升高而增加,损伤迅速增长;破坏失稳阶段,岩石应变不断增加,内部裂隙扩展、贯通形成宏观破裂面直至岩石失稳破坏。

淤泥质土多级三轴试验方法探讨

在生产实践中,淤泥质土不易取样、制样,很难获得较多的参数。通过对淤泥质土进行多级三轴试验,探讨了多级三轴试验在实际操作中的可行性及多级三轴试验中应注意的关键问题。在多级三轴试验中,级差应控制在30 k Pa,级数为3级,固结时间依次为10 min和20 min。破坏标准:第1级破坏标准为轴向应变达到12%和轴向压力稳定两者的先发生者;第2级和第3级破坏标准均为轴向压力稳定。通过试验证明淤泥质土的多级三轴试验克服了淤泥质土取样、制样的困难,获得的参数黏聚力略大,内摩擦角略小,但其结果仍在合理范围之内,未发生较大的偏差,经过修正可以有效地进行使用。该方法具有较好的应用前景,是一种经济可行的试验方法。