水对冲击岩爆的影响规律及弱化机制实验研究

作者：刘冬桥; 孙杰; 曹冰昊; 何满潮; 张梓谦; 彭栋

来源：岩石力学与工程学报, 2023, 42(10): 2441-2455.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2022.1198

• 岩石力学
• 冲击岩爆
• 水
• 声发射
• 裂纹演化

为了探究水对砂岩冲击岩爆的弱化机制，开展5组不同含水程度的砂岩冲击岩爆实验。采用声发射以及高速摄影系统对实验全过程进行监测。实验结果表明，不同含水程度下砂岩冲击岩爆均经历了颗粒弹射、碎屑剥落以及全面岩爆这3个过程。随着含水程度的增加，冲击岩爆的剧烈程度逐渐减弱，这体现在声发射累积能量下降，岩爆碎屑的质量减少，碎屑的分形维数降低。此外，从能量角度以及裂纹演化的角度，初步揭示了水弱化冲击岩爆剧烈程度的机制，包括：(1)水增强了砂岩的塑性变形能力，相对弱化了砂岩的储能能力，降低了砂岩的岩爆倾向性，进而起到弱化砂岩冲击岩爆剧烈程度的作用；(2)水降低了砂岩颗粒之间的黏结力，加速了剪切裂纹的扩展，不利于岩爆前砂岩的板裂化行为形成，破坏了岩爆的孕育条件。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 土木工程学院; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室