弱胶结砂质泥岩渐进破坏力学特性与支护策略分析

"弱胶结砂质泥岩渐进性破坏力学特性试验研究" 在深入探讨弱胶结砂质泥岩的渐进性破坏力学特性时，研究人员针对干燥和自然状态下砂质泥岩样本进行了单轴压缩试验。这些试验揭示了此类岩石与硬脆性岩石的不同之处：弱胶结砂质泥岩的裂纹密度较低，导致其自我稳定能力较差。在达到峰值应力之前，岩石经历的体积膨胀变形过程较长，而在峰值应力之后，其变形破坏呈现出局部阶段性塑性流动的特征，伴有明显的延时效应，整个渐进性破坏过程的时间显著缩短。 研究进一步指出，弱胶结特性的关键表现在以下几个方面： 1. 峰前的重要应力门槛值和峰后的残余应力明显降低，这意味着岩石在承受压力时更容易发生破坏。 2. 岩石的刚度和抵抗变形的能力显著减弱，这使得它在受力时更容易产生变形。 3. 宏观破坏模式由环向剪切破坏面、张性破坏面和剪切滑移面共同作用形成，这些特征与岩石内部裂纹的渐进演化、层理的密集程度以及岩石的强度密切相关。 4. 干燥状态下的砂质泥岩在力学特性上接近硬脆性岩石，而含水状态的样本则表现出峰前重要应力门槛值、弹性模量和峰后残余应力的降低，同时侧向膨胀变形程度增加。 这些发现对于巷道围岩的治理具有重要意义。为了有效控制巷道的稳定性，应加强初次支护的强度，并及时进行补强工作，以防止围岩因张拉破坏和剪切破坏而导致的不稳定。同时，提高围岩的刚度和抗变形能力也是确保巷道安全的重要措施。 弱胶结砂质泥岩的力学特性研究对于理解其在工程应用中的行为至关重要，特别是对于地质条件复杂、地下水活动频繁的区域，准确评估其破坏特性对于地下工程的设计和施工具有深远影响。通过科学的支护策略，可以有效地减少灾害风险，确保地下工程的安全和稳定性。