动静载荷下巷道围岩裂纹扩展试验与规律分析

"动静载荷下巷道围岩裂纹扩展规律的试验研究" 该研究主要关注的是在动静载荷耦合作用下巷道围岩裂纹的扩展特性。研究人员通过使用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）材料制作含有预设裂纹的试件，并采用爆炸加载动态焦散线测试系统来模拟巷道围岩在实际工况下的受力状态。这项实验的目的是揭示在静态和动态载荷共同作用下，裂纹如何发展和变化。 试验结果显示，裂纹扩展位移与试件的损伤程度之间存在明显的负相关性，即裂纹扩展得越多，试件的损伤程度越低。同时，试件的损伤度随着试验围压的增加呈现先增大后减小的趋势，这表明在一定的压力范围内，更大的围压可能会导致更快速的裂纹扩展，但在超过某个临界值后，围压的进一步增加反而会抑制裂纹的扩展。 在不同围压条件下，预制裂纹在相同的爆炸载荷作用下均表现出扩展与止裂的交替现象。具体来说，预制裂纹的扩展位移随着围压的增大呈现出先减小后增大的变化规律。实验数据指出，在无围压（0 MPa）时，裂纹扩展位移达到最大值30.84 mm，而在0.4 MPa的围压下，扩展位移降至最小值10.98 mm，这揭示了围压对裂纹扩展行为的显著影响。 此外，裂纹端部的扩展速度与能量释放率之间存在着密切的关联。能量释放率的增大通常会导致裂纹扩展速度的提高。在裂纹扩展速度减小之后，由于应力波的作用，裂纹端部会积累能量，从而导致能量释放率再次增大，这反映了裂纹扩展过程中的动态能量平衡。 该研究对于理解和预测巷道围岩在实际工程中的稳定性具有重要意义，可以为巷道支护设计和灾害预防提供理论依据。同时，这些发现也对深入研究岩体破坏机制、优化矿井建设方案和提升矿山安全水平提供了宝贵的实验数据。