动力扰动下不同倾角岩体结构面力学特性研究

本文主要探讨了"不同倾角岩体结构面在循环动力扰动下的力学特性"这一关键主题，针对大型硐室或边坡工程中的岩体稳定性问题展开深入研究。作者通过使用微控电液伺服疲劳试验机，对不同倾角的结构面岩石进行了周期性动力扰动实验。实验结果显示，当岩体受到动力扰动时，结构面岩石会发生显著变化：首先，随着应力的周期性加载和卸载，岩石会产生大量竖向裂纹，沿着结构面的倾向表现为明显的膨胀现象。其次，每一次加卸载过程都会形成一个滞后的封闭环曲线，这个曲线可以划分为疏密疏三个阶段，反映出岩石内部能量的积累、释放和再积累的过程。 具体来说，当扰动应力幅值增大时，滞后环曲线的面积和岩体的变形模量也随之增加，这表明更大的扰动振幅促使岩石内部储存更多的能量，用于矿物颗粒间的黏滑摩擦、微裂纹的生长和新裂纹的产生。这种能量的累积会导致岩石的破坏所需变形总量减少，从而影响其承载性能。另一方面，当扰动应力幅值保持不变时，结构面倾角的增大会使得滞后环曲线的变化幅度增加，岩体的变形模量减小。这一变化反映了裂隙从空隙压密阶段（初始变形）经过微破裂稳定发展到裂隙贯通（加速变形）直至整体破坏的过程，同时揭示了岩石阻尼比随角度变化的复杂动态。 此外，文章还提及其他相关的研究领域，如煤炭行业的地应力分析、开采理论、冲击危险评价、开采应力控制、地震活动对巷道的影响、注浆加固、煤体力学特性研究、声发射参数分析、渗透率演化模型等，这些都是为了更全面地理解岩体动力扰动对工程实践的影响。这项研究对于理解和预测大型硐室和边坡工程的稳定性，以及制定有效的防灾减灾措施具有重要意义。