水岩作用下岩石力学参数损伤规律的研究

仓上露天矿于2005年闭坑,后期由于抽水重复利用导致边坡水位升降循环变化。为了研究水位升降对该边坡岩石力学参数的影响,选取2种典型岩石进行饱水-失水循环条件下的单轴压缩试验,得到了2种岩石的力学参数损伤规律,为水岩作用下的边坡工程稳定性分析提供了有益的依据。

水岩作用下露天矿蚀变岩石力学试验研究

为了探究水位升降对边坡稳定性的影响,选取莱州仓上露天矿坑边坡蚀变岩样,对不同饱水-失水循环次数的蚀变岩进行了三轴压缩试验。通过探究各力学参数的变化规律,建立了函数关系描述蚀变岩的力学性质受水岩循环作用影响的变化形式,引入损伤率概念分析了循环次数对蚀变岩力学性质的影响。结果表明:相同饱水-失水循环次数下,蚀变岩极限抗压强度随围压增大而提高;不同循环次数下,蚀变岩黏聚力随次数增加衰减迅速,并呈持续衰减状态,内摩擦角损伤较弱;随蚀变、碎裂程度增加,水岩作用对岩石的各项力学性质损伤不断增加,黏聚力损伤率可达70%,内摩擦角损伤率可达30%;水岩作用对蚀变岩力学性质的影响主要体现在黏聚力降低方面,水位升降时蚀变岩黏聚力变化对边坡稳定性有较大影响。

水岩作用下露天矿坑蚀变岩三轴压缩试验分析

本文研究水位升降对边坡稳定的影响。选取莱州仓上露天矿坑边坡蚀变岩样,对不同饱水-失水循环次数的蚀变岩进行了三轴压缩试验。对SγJH粘聚力与循环次数关系、内摩擦角与循环次数关系做了回归分析,考虑到粘聚力受水岩作用影响较大,构建粘聚力与应变软化参数联系方程,描述峰后粘聚力变化。进一步分析饱水-失水溶液成分,讨论饱水-失水循环对蚀变岩力学性质损伤机理。结果表明,随循环次数增加,SγJH内摩擦角呈指数形式减小,粘聚力呈二次多项式形式降低;峰后粘聚力随轴向应变变化规律可用双曲函数描述。关于蚀变岩受水岩作用影响机理,从水物理角度看,SγJH内部的微缺陷进一步发展,导致其力学性质的改变;从水化学角度,SγJH中由蚀变产生的黄铁矿及碳酸盐成分发生水解或离子交换,力学性质发生变化。水位升降时蚀变岩粘聚力变化明显,对边坡稳定性有较大影响。