循環(huán)動載下大理巖的力學(xué)響應(yīng)及裂隙擴(kuò)展規(guī)律

李兵磊，王武功，曹洋兵

(1. 福州大學(xué)紫金礦業(yè)學(xué)院, 福建 福州 350108; 2. 福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院, 福建 福州 350108)

0 引言

隨著金屬礦山開采深度的不斷加深，礦山圍巖遭受頻繁沖擊載荷作用，這種沖擊載荷作用有時(shí)是微弱的，有時(shí)是強(qiáng)烈的，如礦山生產(chǎn)頻繁爆破作業(yè)，圍巖承受動載荷的形式是多次的甚至是循環(huán)的，使得控制圍巖穩(wěn)定性問題變得更加復(fù)雜. 因此研究圍巖在反復(fù)沖擊載荷情況下的力學(xué)響應(yīng)及穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

目前，宮鳳強(qiáng)等[1-2]發(fā)現(xiàn)當(dāng)應(yīng)變率較小時(shí)，巖石內(nèi)部形成壓剪破壞面； 王春等[3]研究巖石在受高靜態(tài)載荷后以不同速率進(jìn)行卸載，發(fā)現(xiàn)卸載速率和高靜態(tài)載荷、 動態(tài)沖擊強(qiáng)度對巖石的破壞模式都有影響； 李曉峰等[4]發(fā)現(xiàn)隨著應(yīng)變率的增加，巖石的破壞形態(tài)由完整型、 軸向劈裂破壞向粉碎型破壞演化； 朱晶晶等[5]采用基于Weibull分布的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型計(jì)算巖石的損傷及累積損傷，研究其損傷演化規(guī)律. 林大能等[6]給試件加等梯度圍壓，并使用不同重量的落錘施加累計(jì)沖擊，發(fā)現(xiàn)巖石損傷與沖擊次數(shù)的關(guān)系與圍壓有關(guān)，圍壓在一定程度上能夠減少損傷速度； 陳衛(wèi)忠等[7]通過設(shè)置裂紋不同角度研究起裂、 擴(kuò)展和貫通的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)裂紋在壓剪應(yīng)力作用下產(chǎn)生翼裂紋，翼裂紋將沿主應(yīng)力方向，隨壓剪裂紋進(jìn)一步增加，次生裂紋將在裂紋端部或鹽橋中間起裂. 金解放等[8-10]通過建立損傷度和沖擊次數(shù)(或相對沖擊次數(shù))的公式……