巖石壓縮能量演化規律及非線性演化模型研究

張 佳

(遼寧鐵道職業技術學院 鐵道工程學院，遼寧 錦州 121000)

0 引 言

隨著巷道開挖深度不斷增加，對于開挖工程安全性的要求也越來越高，故需要準確掌握圍巖變形破壞機理，以確保煤炭資源開采的安全性。近些年，以能量角度來分析巖石的變形破壞過程越來越受到認可。國內外學者對不同地質條件下圍巖的變形破壞規律和巖石壓縮能量演化規律之間的聯系展開了深入研究，并取得了豐碩的成果[1-3]，其中通過巖石整個變形破壞過程中能量演化和損傷演化，來分析巖石的破壞機制的方法尤其受到重視[4-6]。大多數關于巖石能量演化特性的研究都是基于單軸或者三軸壓縮試驗數據和現有能量計算公式，來研究能量演化與損傷破壞的關系，對能量與變形之間物理模型的研究則相對較少。

高速等[7]對大理巖開展峰前、峰后卸圍壓試驗研究，分析了巖石破壞特征及能量耗散規律，得出在卸載破壞過程中，彈性應變能釋放速度和能量耗散速率隨卸載速率增大而增大。溫韜等[8]分析砂巖在不同卸載條件下的能量變化情況，得出能量的耗散會導致巖石產生損傷；且卸圍壓使巖樣束縛減小，加速了損傷的發展，巖樣所受的應力狀態趨不平衡。為探尋加載過程中節理巖體壓縮能量演化規律，基于單軸壓縮試驗結果及巖石能量原理，王桂林等[9]研究非貫通節理巖體變形破壞過程中總能量、彈性應變能及耗散能的轉化特征，揭示了節理巖體損傷破壞的能量演化機制。……