岩石多级特征应力循环加卸载损伤特性研究

作     者：肖福坤 莫嵘桓 单磊 侯志远 FEDOTOVA Iuliia 秦龙飞 

作者机构：黑龙江科技大学矿业工程学院 黑龙江科技大学黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室 黑龙江科技大学安全工程学院 Khabarovsk Federal Research Center of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Science 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD2021E006) 

主　　题：特征应力 循环加卸载 能量演化 损伤特性 损伤速率 

摘      要：为研究细砂岩在不同特征应力阶段循环荷载作用下的损伤特性，基于声发射能量特征、弹性能和耗散能指数确定岩样特征应力阈值。以该阈值为循环加卸载限值开展三轴试验。从耗能和损伤量的角度阐明细砂岩在不同应力阶段的损伤特性。研究结果表明：不同特征应力阶段，第一次加载弹性模量最小，应变率最大，随循环次数的增加逐渐趋于稳定，耗能率和塑性应变率逐渐降低，储能限值保持不变，表明所受荷载达到损伤应力前细砂岩处于稳定损伤阶段，且细砂岩在循环荷载作用下存在损伤记忆性。围压对不同特征应力阶段细砂岩损伤特性的影响不一致，随围压的增加，同一特征应力阶段应变率逐渐减小；第一、二特征应力阶段耗能率和塑性应变率略微下降，损伤占比保持不变；第三特征应力阶段耗能率、塑性应变率和损伤占比明显增加，表明随围压的增加，对第一、二特征应力阶段损伤呈抑制作用，对第三特征应力阶段损伤呈促进作用。