侧压影响下圆形洞室岩爆双轴物理模拟试验研究

谷雪斌; 郭伟耀; 赵同彬; 沈宝堂; 张东晓

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.006

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (01) : 46 -52. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.006

侧压影响下圆形洞室岩爆双轴物理模拟试验研究

谷雪斌, 郭伟耀, 赵同彬, 沈宝堂, 张东晓

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摘要

为研究侧压影响下圆形洞室岩爆机制,采用双轴加载装置对含孔洞红砂岩试样进行了物理模拟试验,期间采用高速相机观测了孔洞破坏全过程。研究结果表明:岩爆过程可划分为平静期、剥落期、屈曲期和岩爆期四个时期;洞壁垂直起裂应力和岩爆V型槽破坏深度均随侧压增大而呈线性增大趋势。侧压主要从两方面影响岩爆发生:一是影响洞室破坏机制,当侧压较低时,洞壁垂直方向起裂应力小、水平方向应力梯度小,以拉伸破坏机制为主,破坏范围小,而侧压较大时,洞壁浅部区域破坏机制与低侧压时类似,但洞壁深部区域由于水平应力增加,受力类似三轴压缩,以剪切破坏机制为主,破坏范围大;二是影响洞壁能量积聚释放特征,由于侧压增大,平静期持续时间增加,而破坏期持续时间减小,造成洞壁破坏时单位时间内能量释放率增加,岩爆发生更加剧烈。