矿业安全与环保

作者：张风达, 王路, 张玉军, 樊振丽, 张志巍

关键词：砂岩, 卸荷劣化, 损伤, 能量, 加卸载路径, 底板

为探究深部煤层底板变形破坏机制, 对比分析了不同初始围压、不同加卸载速率下的砂岩应力—应变变化特征、声发射能量事件与强度变化特征, 研究了不同条件下的损伤因子、弹性模量和泊松比变化特征。研究结果表明：卸围压速率0.06 MPa/s时, 初始围压40 MPa下砂岩弹性模量损伤劣化转折点早于泊松比转折点, 而初始围压25 MPa则与之相反。卸围压速率0.04 MPa/s的应力路径下, 无论初始围压为25 MPa还是40 MPa, 砂岩均因内部积聚大量能量以裂纹快速扩展的形式进行释放, 并伴随着应力跌落现象, 定义为能量驱动破坏型; 初始围压25 MPa且卸围压速率0.06 MPa/s的应力路径下, 砂岩内部裂隙扩展充分, 内部积聚的能量及时得以释放, 应力变化较为平缓, 定义为损伤劣化驱动破坏型。初始围压40 MPa且卸围压速率0.06 MPa/s的应力路径下, 砂岩前期因内部能量快速释放而出现应力跌落现象, 而后受围压限制和轴压加载的作用, 逐渐转变为裂隙扩展损伤变形破坏, 即由能量驱动破坏型转变为损伤劣化驱动破坏型。

来源：2025年第4期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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