赋存深度对玄武岩变形破坏及能量特征的影响研究

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• 作者：左建平柴能斌周宏伟
• 会议时间：2011-11-01
• 关键词：矿山岩体力学 ; 玄武岩 ; 变性破坏 ; 赋存深度 ; Ⅱ类破坏曲线
• 作者单位：左建平,周宏伟(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院岩石力学与分形研究所,北京 100083)柴能斌(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院岩石力学与分形研究所,北京 100083)
• 母体文献：2011全国青年岩石力学与工程学术大会论文集
• 会议名称：2011全国青年岩石力学与工程学术大会
• 会议地点：青岛
• 主办单位：中国岩石力学与工程学会
• 语种：chi

摘要

采用MTS815试验机对门头沟急倾斜煤层底板7个不同深度、共计21个玄武岩试件进行了单轴抗压实验,获得了同种岩性不同赋存深度玄武岩破坏的全应力-应变曲线,分析了赋存深度对玄武岩变形破坏特征及破坏能的影响。实验表明,单轴压缩下埋深较浅的玄武岩几乎都出现Ⅱ类形式破坏;随着埋深逐渐增加,开始有小部分试件出现Ⅰ类形式破坏,可见单轴压缩下门头沟玄武岩出现Ⅱ类应力-应变曲线是普遍现象。Ⅱ类曲线反映了某些岩石材料固有的力学性质,若曲线由伺服压力机获得,采用环向位移控制的方式是基本条件,同时岩石本身应具备均质性好、强度高、弹性模量大、泊松比小等特点。计算表明玄武岩破坏时试验机所做的功以及破坏过程中耗散能是反映岩石性能的两个重要指标:随赋存深度的增加,两者在整体上呈上升的趋势,且耗散能随着温度的变化相对更为明显。漫长的地质年代里地球自转、重力影响和地应力的差异导致了玄武岩的矿物组成及颗粒大小随着深度发生变化,这是导致深部玄武岩力学性能显著提高的主要原因。另外,岩层特殊的位置分布导致埋深600 m上下岩石所处的应力状态不同,这也是玄武岩性能局部突增的主要原因之一。