不同含水状态砂岩分级加载蠕变变形特性研究
2021-12-18刘洪磊宋旭牛雷雷刘溪鸽
金属矿山 2021年11期
关键词:变形
刘 洪 磊 宋 旭 牛 雷 雷 刘 溪 鸽
(东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819)
在矿山开采中矿柱被用来支撑采场顶板防止其垮塌,但是常常会遇到含水层,致使矿柱不断受到水的侵蚀,岩体容易软化变形,发生失稳破坏[1-3]。特别是随着开采时间的推移,矿柱的蠕变效应增强,岩石强度降低,其支撑能力下降,可能会导致顶板冒落或者垮塌。因此,研究不同含水状态下砂岩的蠕变变形特性及蠕变损伤变化规律,有助于确保含水矿柱的长期稳定性,确保矿山安全生产。
国内外学者针对不同含水状态下岩石的蠕变变形规律进行了研究[4-5]。应力状态发生变化,会引起岩石体积变化,进而导致容重和含水率的变化[6]。唐世斌等[7-9]研究了荷载和水共同作用下岩石短期和长期力学性质,发现各特征应力与破坏应力之比、启裂应力与闭合应力之差随含水增多而减小,含水会降低裂纹产生的应力门槛。YAO等[10]制备了不同含水率的岩样,采用机械分级加载分别对不同含水率的岩样进行了三轴蠕变试验。CAO等[11]在分级增量加卸载试验中发现,干燥试样破坏时强度占单轴抗压强度的57.6%,水环境下试样占86.5%,干燥时破坏强度占抗压强度的比例低。现有文献对岩石在含水状态下的蠕变规律研究较为深入,认为水对蠕变的影响使得蠕变应变和应变速率增加,蠕变强度降低。水的弱化机理可以总结为5个方面,包括降低岩石的断裂能、降低毛细张力、增加孔隙压力、减小摩擦和化学腐蚀作用[12],现阶段学术界对其机理的解释尚未有统一的认识,因此有必要进一步研究。……
登录APP查看全文
