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岩石劈裂与岩石破坏性质的不稳定性
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221116, [2]中国矿业大学力学与建筑工程学院,江苏徐州221116
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51574223);国家自然科学基金重大项目(50490270)
中文摘要:

岩石劈裂是裂纹受轴向主压缩荷载引起的裂纹尖端开裂所致,这种开裂与Griffith理论的分析结果不同,它是一种与岩石压缩剪切破坏不同的压缩张拉破坏。基于Griffith裂纹分析方法,证明了裂纹尖端存在小拉应力极值,结合岩石破坏的渐进性特点,说明岩石在压缩过程中可以形成张拉破坏(劈裂破坏),这一破坏形式是修正的Griffith强度理论以外的另一种破坏形式。给出了岩石劈裂破坏的条件,即裂纹纵向荷载高且侧压力很小或为0,且没有后续荷载的进一步作用或荷载时间短,并通过岩石厚壁圆筒卸荷试验验证了该岩石劈裂破坏条件的合理性。基于能量原理,分析岩石卸荷在无外功条件下张拉破坏与压缩破坏的能量耗散特征,给出岩石破坏时的能量关系式;从能量的积聚与耗散角度,揭示了煤岩体动力冲击、巷道围岩突然破坏等动力破坏现象产生的机制。

英文摘要:

Rock splits due to the axial main compression load at the crack tip. This splitting is a compression tension failure,which is different from the compression shear failure of the Griffith theory. At the crack tip,there exists the extreme value of the minor tension stress. Tensile failure or splitting failure appear during the compression process corresponding to the gradual characteristics of rock failure. This kind of failure is beyond the modified Griffith theory. The criterion of the occurrence of rock splitting is that the value of longitudinal load should be high and the value of lateral stress should be low or zero and that there is no subsequent loads or the loads last short. The criterion was confirmed with the unloading test of thick-wall cylinder rock. Based on the energy principle,the energy dissipation characteristics of tension failure and compression failure was analyzed under no external work condition during the unload process,and the energy relations of rock failure were obtained. From the energy accumulation and dissipation,the mechanisms of coal-rock dynamic impacting and sudden damage of surrounding rock were revealed.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823