矿业研究与开发

作者：郝建平,董春亮,姚梦圆

关键词：砂岩;力学特性;能量演化;分级循环加卸载;上限应力

地下岩体常受外部因素影响,反复的循环加卸载会导致岩石内部裂纹不断增多,局部应力环境亦发生变化.因此,对砂岩进行了不同上限应力值的三轴分级循环加卸载试验,分析得到了不同上限应力值下砂岩的损伤力学特性以及能量演化规律.试验结果表明:在分级循环加卸载的条件下,砂岩的应力应变曲线呈现出滞回环和向下弯曲的特征,并且随着应力的增大,滞回环逐渐扩大.在不同上限应力的循环加卸载作用下,随着循环次数的增加,砂岩的轴向弹性应变和轴向塑性应变与循环次数呈线性关系,而轴向塑性应变发生骤降则表明砂岩内部孔隙裂缝被快速压实.同时,在循环过程中输入能与弹性能曲线非常相似,呈现出近似指数曲线的上升趋势.耗散能在初始循环阶段增长相对缓慢,这表明砂岩原有裂纹发生压缩与闭合;而在循环中期,耗散能呈现出近似线性的增长趋势,这表示岩样正处于裂纹稳定扩展阶段.耗能比在初始循环阶段呈现骤降的趋势,而在循环中期阶段耗能比曲线则保持近似水平的趋势.此外,在分级循环加卸载条件下,砂岩的损伤度与循环次数之间呈现线性关系,说明荷载循环次数对砂岩的损伤度有较大的影响.

来源：2025年第3期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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