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岩石力学与工程学报 2022年第9期41卷 1858-1873页

作者：高祥杨科安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232000

板裂化严重威胁着深埋井隧施工安全。板裂是否与围岩梯度应力有关目前尚不清楚。在理论证实围岩切向应力梯度随埋深增加的基础上,提出改进的岩石梯度应力营造方法,利用d0(试件上下表面长度差)为0.1~0.8 mm的长方体花岗岩试件,开展梯度... 详细信息

板裂化严重威胁着深埋井隧施工安全。板裂是否与围岩梯度应力有关目前尚不清楚。在理论证实围岩切向应力梯度随埋深增加的基础上,提出改进的岩石梯度应力营造方法,利用d0(试件上下表面长度差)为0.1~0.8 mm的长方体花岗岩试件,开展梯度应力下岩石变形破坏过程应变监测试验,重点验证梯度应力下岩石能否发生板裂,以及所产生的岩板厚度是否均匀。结果表明:(1)改进的岩石梯度应力营造方法,可在试件端部营造出在厚度方向上线性递变的应力,其变化速率可达10^(3) MPa/m以上。(2)在梯度应力下,在试件端部低应力区域产生了与加载方向一致的拉张应力;该张应力为0.5~1.5 MPa,呈现出“升–降–升–降”的阶段性变化,可通过减小d0予以抑制。(3)在梯度应力下岩石发生了板裂化破坏,所产生的岩板厚度相对均匀;并且板裂化裂纹呈现为拉张的性质,与以往研究结果一致,证实了梯度应力是深部围岩板裂孕育过程不可忽略的重要影响因素。研究结果为进一步研究岩石板裂的发生条件及岩板厚度的影响因素奠定了试验基础。

关键词：岩石力学板裂梯度应力深部岩石力学试验方法岩板厚度

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