卸载速率对花岗岩应变岩爆破坏及碎屑形貌特征的影响 |
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引用本文: | 李春晓,李德建,刘校麟,祁浩,王德臣.卸载速率对花岗岩应变岩爆破坏及碎屑形貌特征的影响[J].中南大学学报(自然科学版),2023(6):2298-2311. |
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作者姓名: | 李春晓 李德建 刘校麟 祁浩 王德臣 |
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作者单位: | 1. 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;2. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(41572334);;中央高校基本科研业务费专项资金资助(2022YJSSB05); |
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摘 要: | 为研究深部工程开采过程中开挖速率对岩爆破坏特征的影响,首先,利用自主研发的真三轴应变岩爆实验系统,开展不同卸载速率下的花岗岩应变岩爆实验,借助动态高速应力监测系统和双目高速摄影系统监测试样岩爆过程;其次,分析了卸载速率对试样的岩爆破坏峰值强度、岩爆破坏过程、试样破坏形态以及碎屑块度特征的影响;再次,利用三维激光扫描系统建立了中粗粒碎屑的三维数字模型,分析碎屑三维形貌的几何及表面幅度特征参数;最后,基于分形理论和立方体覆盖法,定量研究了不同卸载速率对岩爆碎屑表面形貌的影响。研究结果表明:随着卸载速率提高,试样岩爆时的峰值强度和破坏烈度增大,岩爆碎屑的破碎程度降低,岩爆破坏模式由张拉型破坏过渡到剪切型破坏。在高卸载速率的影响下,试样内部裂纹未充分发育和扩展,容易形成几何形态规则的岩爆碎屑,并且碎屑表面形貌的复杂程度降低。岩爆碎屑表面形貌具有明显的分形特征,卸载速率越大,碎屑表面形貌的分形维数越小。
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关 键 词: | 应变岩爆 卸载速率 破坏特征 碎屑形貌 三维激光扫描 分形 |
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