分级加载条件下深部灰岩蠕应变特性研究

为研究深部灰岩蠕应变特性,采用GDS-VIS三轴流变仪对不同深度试样做分级加载单轴蠕变试验。基于试验结果,计算出灰岩长期强度与瞬时强度之比的均值为0.758,且深度越深比值越小;分析不同深度灰岩在各分级应力水平下轴向蠕应变增量与加载级数的变化规律,并将蠕应变增量进行一次累加,得到轴向蠕应变。结果表明:蠕应变增量随级数的增加呈现先减小后剧增的变化规律,且随深度增加,蠕应变增量达到谷底所对应的应力百分比有明显增大趋势;在分级加载过程中,随级数增加,轴向蠕应变先后呈现减速增加、等速增加和加速增加3个发展阶段;当恒载应力百分比为60%~70%时,蠕应变趋于稳定,当超过该范围后,蠕应变加速增加直至发生蠕变破坏。研究得到的这一应力百分比范围可以为识别深部灰岩是否会发生蠕变破坏提供依据。

深部灰岩分级加载蠕变试验及蠕应变增量分析

深部矿井岩体处于高应力的环境中,当岩体受到开挖影响后,在长期的高应力作用下具有较强的流变特性。采用GDS-VIS三轴流变仪对不同深度的深部灰岩做分级加载单轴蠕变试验。基于试验结果,分析了各分级应力水平下岩石蠕应变增量的变化规律。研究表明:随应力增加,岩石蠕应变增量先减小后急剧增加,当应力百分比在60%~68%范围内时,蠕应变增量出现谷底,岩石处于稳定状态;该稳定状态的上限应力与长期强度之比值k的均值为0.901,且随深度增加这一比值逐渐增大,通过二次函数拟合得到比值k随深度的变化规律,此研究结果为确定深部灰岩长期强度,实现矿山安全生产提供了参考。

三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变力学特性试验研究

为揭示三峡地区巴东组二段粉砂质泥岩的蠕变力学特性,采用RLJW-2000岩石流变伺服仪对饱和粉砂质泥岩进行了三轴压缩蠕变试验。试验在分级加载条件下进行,试验围压为1 MPa。基于试验结果,定量研究了粉砂质泥岩蠕变过程中轴向蠕应变与径向蠕应变的差异、轴向蠕变速率与径向蠕变速率的差异,得出了岩石的长期强度。研究结果表明:1)在各级应力水平下,试样径向蠕应变占径向总应变的比例始终比轴向蠕应变占轴向总应变的比例大,岩石的径向蠕变效应更明显。2)在破裂应力水平下,岩石径向蠕变比轴向蠕变先进入加速蠕变阶段,径向的初始蠕变速率、稳态蠕变速率以及加速蠕变速率均高于轴向相应的蠕变速率,以径向蠕变特征来判别粉砂质泥岩是否发生蠕变破坏更合理。工程实践中,应加强对岩石径向蠕变特性的监测工作,这对于工程失稳的预测预报更有意义。3)粉砂质泥岩的长期强度仅为其瞬时强度的74.4%,长期强度折减较大。4)试验中获得的长期强度实际上应为粉砂质泥岩的径向长期强度,径向先发生蠕变破坏从而导致试样破坏。

软岩巷道开挖支护数值分析

软岩强度低,且具有明显的蠕变特性,常给地下巷道的开挖和支护带来很大的困难.依据蠕变理论,运用有限元程序ANSYS对某软岩巷道开挖无支护以及开挖以后两种支护方案的巷周位移、应力分布、蠕应变区等结果进行了分析,结果表明软岩巷道开挖以后变形很大以及采用短细密锚杆支护方案较普通长锚杆支护更为合理.