文献类型：期刊文章

作　　者：孟庆彬[1,2] 韩立军[1] 浦海[1] 文圣勇[1] 李昊[1] 李浩[1]

机构地区：[1]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221116 [2]山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学),山东青岛266590

出　　处：《煤炭学报》

基　　金：国家优秀青年科学基金资助项目(51322401);中国博士后科学基金资助项目(2014M551700);山东省土木工程防灾减灾重点实验室开放课题资助项目(CDPM2014KF03)

年　　份：2015

卷　　号：40

期　　号：10

起止页码：2386-2398

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2014、CAS、CSCD、CSCD2015_2016、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：岩石的变形破坏过程是能量积聚与耗散的过程,岩石变形破坏是能量驱动的结果。基于不同尺寸与应变速率下的岩石单轴压缩试验,计算了不同尺寸与应变速率下岩样吸收的总能量、弹性应变能及耗散能,研究了能量积聚与耗散的演化规律,分析了在岩样变形破坏不同阶段的能量分配规律,并从能量角度分析了岩样破裂失稳的原因。研究表明:在单轴压缩试验时,岩样变形各阶段的能量特征有所差异,岩样吸收的总能量U0与耗散能Ud曲线呈非线性增加趋势,弹性应变能Ue曲线呈先增加后减小的趋势。岩样的能量与其高径比呈负相关的关系,两者呈幂函数关系;而与应变速率呈正相关,两者呈对数关系。岩石高径比越小或应变速率越大,岩石强度越高,单位体积岩样所吸收的能量也越高,造成岩样的破碎程度越大。在压密与弹性阶段,基本上将吸收的能量全部转化为弹性应变能储存于岩样内,弹性应变能是能量分配的主体。在塑性阶段,虽然弹性应变能的数值增大,但其所占比率有所下降;而耗散能比率有所增加,耗散能逐渐成为能量分配的主体。在峰后破坏阶段,弹性应变能瞬间释放,岩样吸收的能量几乎全部转化为耗散能,被裂隙面滑移摩擦而耗散掉,在峰后破坏阶段耗散能是能量分配的主体。

关 键 词：岩石力学 应变速率 尺寸效应 能量演化  弹性应变能  耗散能  

分 类 号：TD315.1]