首页|期刊导航|辽宁工程技术大学学报(自然科学版)|蠕变-循环作用下粉砂岩力学响应及损伤演化特征研究

蠕变-循环作用下粉砂岩力学响应及损伤演化特征研究OA

Study on mechanical response and damage evolution characteristics of siltstone under creep-cyclic loading

中文摘要英文摘要

针对一次采动后至二次开采期间围岩受载状态转变引发的岩体损伤问题,开展不同蠕变应力水平与循环加卸载组合作用下的单轴压缩试验,研究组合作用下粉砂岩的力学性质及声发射特征.研究结果表明:不同蠕变应力水平会改变岩石的初始损伤状态,显著影响后续循环加卸载过程中的能量耗散;组合作用下粉砂岩的单轴抗压强度随蠕变应力水平提高而降低,单轴应力-应变曲线中压密阶段缩短、弹性阶段延长;声发射信号显示,蠕变诱发的初始损伤促使声发射行为由Kaiser效应向Felicity效应转变;经RA-Fa裂纹分析,加载后期岩石破坏以张拉裂纹为主导;基于统计损伤力学的分段非线性损伤模型能较好地表征不同加载阶段的损伤演化过程.研究结论为围岩体的长期稳定性评价提供参考.

To address rock mass damage induced by the changes of load state of surrounding rock from primary mining to secondary mining,uniaxial compression tests were conducted under different creep stress levels and cyclic loading and unloading combinations.The mechanical properties and acoustic emission characteristics of siltstone under the combined action were investigated.The results show that different creep stress levels will change the initial damage state of rock and significantly affect the energy dissipation in the subsequent cyclic loading and unloading process.The uniaxial compressive strength of siltstone decreases with the increase of creep stress level,and the compaction stage is shortened and the elastic stage is prolonged in the uniaxial stress-strain curve.The acoustic emission signal shows that the initial damage induced by creep promotes the transformation of acoustic emission behavior from Kaiser effect to Felicity effect.Through RA-Fa crack analysis,the rock failure in the later stage of loading is dominated by tensile cracks.The piecewise nonlinear damage model based on statistical damage mechanics can better characterize the damage evolution process at different loading stages.The research conclusions provide a reference for the long-term stability evaluation of surrounding rock mass.

吴祥业;郑翔;赵善坤;闫宇航;袁盛虓;田宇航;杨新卓

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矿业与冶金

蠕变循环加卸载声发射损伤演化粉砂岩

creepcyclic loading and unloadingacoustic emissiondamage evolutionsilt sandstone

《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 2026 (4)

407-415,9

国家自然科学基金项目(52264010)内蒙古自治区自然科学基金项目(2024LHMS05017)一流学科科研专项项目(YLXKZX-NKD-036)

10.11956/j.issn.1008-0562.20260095

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