[1]韩松波,郑晶,解经宇,等.不同倾角层状砂岩单轴压缩及数值模拟试验研究[J].水利与建筑工程学报,2022,(02):34-40.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2022.02.005]
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不同倾角层状砂岩单轴压缩及数值模拟试验研究()
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《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2022年02期
页码:
34-40
栏目:
出版日期:
2022-04-30

文章信息/Info

作者:
韩松波1郑晶12解经宇23孟令彬1李勇1
1.中国矿业大学北京地球科学与测绘工程学院,北京100083;2.中国矿业大学北京煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;3.中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,天津300309;
关键词:
层状砂岩数值模拟结构面倾角单轴压缩
分类号:
TU458+.4
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2022.02.005
摘要:
地下层状岩体存在节理、断层等结构面,层状岩体是许多基础设施和地下工程的载体,层状岩体具有明显的各向异性。为探明具有不同结构面倾角岩石的力学性质和破裂模式对水利裂缝扩展的影响,人工制作不同角度结构面的岩石模型,并开展单轴压缩试验和FLAC3D数值模拟对岩样进行破裂模式和力学参数各向异性分析。结果表明当结构面倾角为0°时,试样发生劈裂破坏,宏观破裂面沿着结构面,结构面主导岩石的破坏模式;倾角为15°、30°和45°时,试样由劈裂张拉破坏逐渐转换为剪切破坏,宏观破坏面主要沿节理面发生,节理主导岩石破坏的作用开始逐渐削弱。倾角60°、75°和90°时,裂缝会穿过结构面,宏观破裂面不沿着节理层面。相同角度的饱水模型的单轴抗压强度明显降低,随着节理面倾角的减小,岩石单轴抗压强度出现先减小再增大的现象,图像趋势为“勺”形。研究结果可为矿区水力裂缝扩展趋势、岩层失稳破坏风险评估提供参考。

参考文献/References:

[1] 李 晓,赫建明,尹 超,等.页岩结构面特征及其对水力压裂的控制作用[J].石油与天然气地质,2019,40(3):653-660.
[2] LiXY,LeiXL,LiQ.Faultnucleationoftightsand-stonebyinvestigationofmechanical,acoustic,andhy-draulicresponses[J].EngineeringGeology,2021,292:106254.
[3] 李回贵,李化敏,梁亚飞,等.不同加载方式下层理对砂岩力学特征的影响分析[J].煤矿安全,2018,49(4):212-215,220.
[4] 孟令超,徐荣超,王安明,等.单轴压缩下两种脆性岩石强度及声发射特性的试验研究[J].工程地质学报,2020,28(6):1178-1185.
[5] 刘 伟,曾亚武,夏 磊,等.单轴压缩下层状岩体的各项异性研究[J].水利与建筑工程学报,2018,16(1):145-149,235.
[6] XuZ.Studyontheinfluenceofangleofbeddingplaneonstabilityofroadwaysurroundingrockinlayeredmass[J].IOPConferenceSeriesEarthandEnvironmentalScience,2021,781(2):022014.
[7] 王旭一,黄书岭,丁秀丽,等.层状岩体单轴压缩力学特性的非均质层面影响效应研究[J].岩土力学,2021,42(2):581-592.
[8] 李剑光,张余标,张金龙,等.软岩相似模拟材料单轴压缩力学特性的温度效应试验研究[J].应用力学学报,2019,36(1):225-229,265.
[9] ChenM,YangSQ,GamageRP,etal.Fractureproces-sesofrock-likespecimenscontainingnonpersistentfis-suresunderuniaxialcompression[J].Energies,2018,12(1):1-24.
[10] 张东明,白 鑫,齐消寒,等.含层理岩石的AE特征分析及基于Kaiser效应的地应力测试研究[J].岩石力学与工程学报,2016,35(1):87-97.
[11] 陶 焱.含单节理砂岩力学特性试验及PFC3D数值模拟[D].徐州:中国矿业大学,2020.
[12] 夏 磊.层状岩体力学特性及水力压裂应力阴影效应研究[D].武汉:武汉大学,2019.
[13] 夏 磊,姚劲松,蒋 磊.层理特性对层状岩体剪切力学特性的影响研究[J].水利与建筑工程学报,2020,18(1):37-43,69.
[14] 郑青松,刘恩龙,刘明星.三轴试验下结构面倾角对制备岩样力学特性的影响[J].岩土力学,2019,40(5):1854-1861,1868.
[15] 王 辉,李 勇,曹树刚,等.含预制裂隙黑色页岩裂纹扩展过程及宏观破坏模式巴西劈裂试验研究[J].岩石力学与工程学报,2020,39(5):912-926.
[16] 罗世林,万 文,赵延林,等.层状岩体单轴压缩破坏数值研究[J].矿业工程研究,2016,31(2):50-56.
[17] 解经宇,陆洪智,陈 磊,等.龙马溪组层状页岩微观非均质性及力学各向异性特征[J].地质科技通报,2021,40(3):67-77.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2021-10-23     修稿日期:2021-11-30
基金项目:国家重点研究计划“CO2注入及封存状态地质与地球物理监测技术与装备”(2018YFB0605503);中央高校基本科研业务费项目
作者简介:韩松波(1997—),男,硕士研究生,研究方向为水力压裂和岩石物理力学。E-mail:hsb@student.edu.cn
通讯作者:郑 晶(1986—),女,教授,主要从事微地震监测和探地雷达仪器开发以及数据处理方面的教学和研究工作。E-mail:zhengjing@cumtb.edu.cn
更新日期/Last Update: 2022-04-30