基于岩石细观损伤机制的岩爆机理研究

岩爆是采矿诱发的地震现象,是矿井自然灾害之一。岩爆发生条件与岩石的力学性能有关。岩体中微裂纹的形成、扩展和汇合对岩体的力学性能产生显著影响,可以导致材料的逐渐劣化直至破坏。对于三轴压缩的岩石试件,当侧向应力为拉应力或很小时,其破坏形式主要是微裂纹的摩擦滑移、自相似平面扩展和弯折扩展。本文基于岩石细观损伤机制,在本构关系中引入损伤效应函数,用于分析圆形洞室的岩爆现象,得到了岩爆发生的临界损伤范围和临界载荷的解析式。结果表明临界损伤范围取决于弹性模量与降模量之比;临界载荷与峰值强度及内摩擦角有关。