矿业研究与开发

作者：张清桃,旷文静,李修磊,陈臣,刁航

关键词：预制裂缝倾角;巴西圆盘试验;声发射;扩展有限元法;扩展机理;破裂模式

为研究不同预制裂缝倾角对岩石的力学特性、声发射特征及岩石破裂过程中裂缝扩展机理和破裂模式的影响,通过预制不同倾角裂缝的圆盘试件进行巴西圆盘试验,以声发射技术和扩展有限元法进行观测和分析,探究不同裂缝倾角下岩石的破裂演化规律.结果表明:随着倾角的增大,裂缝起裂位置由预制裂缝尖端向中部转移,岩石的起裂荷载、峰值荷载等参数呈先减后增的变化趋势.声发射参数分析结果表明,试件呈现多样的破坏模式,中等倾角的试件主要发生剪切拉伸破坏,倾角较高或倾角较低的试件则以张拉劈裂破坏为主.声发射累计振铃计数、累计幅度、累计能量与承载能力随预制裂缝倾角的变化趋势一致.数值模拟结果与室内试验结果一致,证实了该数值模拟方法在预测岩石裂缝扩展方面的有效性.研究结果有助于预测和控制采矿、隧道掘进等领域的岩体在工程作业中的破裂行为,为解决行业工程安全问题提供有效参考.

来源：2025年第5期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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