МЕХАНИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПИЯ СТОЛБЧАТОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ В УСЛОВИЯХ РАЗГРУЗКИ Mechanical Anisotropy of Columnar Jointed Rock Mass under Unloading Conditions

Zhinan Lin, Shihong Feng, Weiya Xu, Yue Li

Аннотация


В ходе процессе проходки горных выработок в скальных массивах со столбчатым строением при снижении действующих напряжений возникает растяжение в стенках тоннеля и сжатие в его кровле, что может привести к авариям. Проведены исследования на шестиугольных призмах, изготовленных из цементно-песчаного раствора взаимно ориентированных и зафиксированных под различными углами.
Опыты проводились на приборах трехосного сжатия, в которых моделировалась траектория изменения напряжений в массиве. В результате получены зависимости деформаций от девиаторных напряжений при нагрузке и разгрузке, а также моды разрушения для различных углов ориентации элементов структуры. Определены модули деформации и коэффициенты Пуассона при различных углах ориентации
элементов структуры, выявлена существенная деформационная анизотропия таких грунтов, что приводит к искажениям в напряженном состоянии вокруг горной выработки и является причиной возникновения областей растягивающих напряжений в массивах со столбчатой отдельностью.

Полный текст статьи публикуется в английской версии журнала
«Soil Mechanics and Foundation Engineering”, Vol.60, No.1


Литература


.Huang, R. Q., Wang, X. N., & Chan, L. S. Triaxial unloading test of rocks and its implication for rock burst[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment,2001,60(1):37–41.

.Goodman, R. E. Introduction to rock mechanics,2nd EditionIntroduction to rock mechanics,2nd Edition[M],1980.

.NGW Cook, E. H. Rock mechanics applied to the study of rockburst[J]. South African Institute of Mining and Metallurgy,1966,66(10):435–528.

.Ortlepp W D. Rockburst mechanisms in tunnels and shafts[J]. Tunnelling & Underground Space Technology,1994,9(1):59–65.

.Hu, J. H., Lei, T., Zhou, K. P., Luo, X. W., & Yang, N. G. Mechanical response of roof rock mass unloading during continuous mining process in underground mine[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition),2011,21(12):2727–2733.

.Xie, H. Q., & He, C. H. Study of the unloading characteristics of a rock mass using the triaxial test and damage mechanics[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2004,41(3):366.

.Huang, R. Q., & Huang, D. Evolution of rock cracks under unloading condition[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering,2014,47(2):453–466.

.Li, X., Cao, W., Zhou, Z., & Zou, Y. Influence of stress path on excavation unloading response[J]. Tunnelling and Underground Space Technology,2014,42:237–246.

.Huang, D., & Li, Y. Conversion of strain energy in Triaxial Unloading Tests on Marble[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2014,66(1):160–168.

.Guo-yan ZHAO, Bing DAI, Long-jun DONG, C. Y. Energy conversion of rocks in process of unloading confining pressure under different unloading paths[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2015,25(5):1626–1632.

.Zhao, X. G., Wang, J., Cai, M., Cheng, C., Ma, L. K., Su, R., … Li, D. J. Influence of unloading rate on the strainburst characteristics of beishan granite under true-triaxial unloading conditions[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering,2014,47(2):467–483.

.Li Jianlin; WANG Lehua; SUN Xushu. Experimental Study on Anisotropic Mechanical Characteristics of Jointed Rock Masses under Unloading Condition[J]. Chinese Journal, Rock Mechanics and Engineering,2014,33(5):892–900.

.Shan, Z., & Di, S. Loading-unloading test analysis of anisotropic columnar jointed basalts[J]. Journal of Zhejiang University: Science A,2013,14(8):603–614.

.Goehring L A Z. On the scaling and ordering of columnar joints[M]. University of Toronto, 2008.

.Hetényi, G., Taisne, B., Garel, F., Médard, É., Bosshard, S., & Mattsson, H. B. Scales of columnar jointing in igneous rocks : field measurements and controlling factors[J]. Bulletin of Volcanology,2012,74(2):457–482.

.Ji, H., Zhang, J. C., Xu, W. Y., Wang, R. B., Wang, H. L., Yan, L., & Lin, Z. N. Experimental Investigation of the Anisotropic Mechanical Properties of a Columnar Jointed Rock Mass: Observations from Laboratory-Based Physical Modelling[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering,2017,50(7):1919–1931.

.Lin, Z., Xu, W., Wang, H., Zhang, J., Wei, W., Wang, R., & Ji, H. Anisotropic Characteristic of Irregular Columnar-jointed Rock Mass Based on Physical Model Test[J]. KSCE Journal of Civil Engineering,2017,21:1728–1734.

.Lin, Z., Xu, W., Wang, W., Wang, H., Wang, R., Ji, H., & Zhang, J. Determination of Strength and Deformation Properties of Columnar Jointed Rock Mass Using Physical Model Tests[J]. KSCE Journal of Civil Engineering,2018,22(9):3302–3311.

.VS, V., RD, L., & SS, S. Handbook on mechanical properties of rocks. Testing techniques and results. Volume 1Handbook on mechanical properties of rocks. Testing techniques and results. Volume 1[M],1974.

.Gercek, H. Poisson’s ratio values for rocks[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2007,44(1):1–13.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.