側(cè)向點(diǎn)擾動(dòng)下高應(yīng)力巖石的破壞機(jī)制研究.pdf

1、目前，局部側(cè)向擾動(dòng)下高應(yīng)力巖石的破壞機(jī)制仍缺乏研究。本文利用自行研制的巖石真三軸電液伺服誘變（擾動(dòng)）試驗(yàn)系統(tǒng)，開展了高應(yīng)力巖石側(cè)向擾動(dòng)試驗(yàn)，研究不同靜載條件下巖石的破壞機(jī)制與聲發(fā)射特性;利用PFC3D軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果，此外，還分析了不同擾動(dòng)幅值條件下高應(yīng)力巖石的裂紋發(fā)育規(guī)律與破壞機(jī)制。本文的研究成果為揭示巖爆機(jī)理以及提高深部鑿巖效率提供了理論與技術(shù)支持。全文主要內(nèi)容與成果如下:
　　1、利用巖石真三軸電液伺服誘變（

2、擾動(dòng)）試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)100mm×100mm×100mm大尺寸花崗巖試樣進(jìn)行不同靜載作用下的側(cè)向擾動(dòng)破壞試驗(yàn)。通過PCI-2型聲發(fā)射系統(tǒng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn):動(dòng)力擾動(dòng)下高應(yīng)力巖石的聲發(fā)射最大能量事件一般滯后于擾動(dòng)峰值，發(fā)生在動(dòng)力卸載段;隨著靜載的增加，聲發(fā)射最大能量事件的發(fā)生時(shí)間有提前的趨勢，而且較大能量事件數(shù)量增加。
　　2、對(duì)試樣進(jìn)行基于彈性波速變化的損傷評(píng)價(jià)和聲發(fā)射RA值（聲發(fā)射撞擊上升時(shí)間/幅度）的分析發(fā)現(xiàn)，不同靜載下巖石的擾動(dòng)破壞模式不

3、同，較低靜載時(shí)，擾動(dòng)僅觸發(fā)少量剪切裂紋并導(dǎo)致擾動(dòng)近區(qū)巖石的局部剪切破壞;較高靜載時(shí)，擾動(dòng)同時(shí)觸發(fā)剪切裂紋和拉伸裂紋，大量拉伸裂紋的出現(xiàn)最終導(dǎo)致巖石發(fā)生貫穿式整體潰崩破壞。
　　3、利用PFC3D首先模擬了相同擾動(dòng)不同靜載作用下的巖石破壞試驗(yàn)，所得結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果一致;同時(shí)還對(duì)相同靜載不同動(dòng)力擾動(dòng)幅值作用下的巖石破壞試驗(yàn)進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果表明，高應(yīng)力巖石在側(cè)向擾動(dòng)作用下其裂隙的發(fā)育速率、裂隙總量與擾動(dòng)幅值成正比，在裂隙擴(kuò)展深度發(fā)面，雖