【摘 要】
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自主研制大尺度三维巷道冲击地压灾变演化与失稳模拟试验系统,采用液压加载提供静荷载模拟初始地应力场,炸药爆破模拟动载源,对深部巷道在动静载组合作用下的冲击失稳过程进
【机 构】
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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;山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛266590;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
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自主研制大尺度三维巷道冲击地压灾变演化与失稳模拟试验系统,采用液压加载提供静荷载模拟初始地应力场,炸药爆破模拟动载源,对深部巷道在动静载组合作用下的冲击失稳过程进行研究.试验过程中借助网络并行电法测试系统、静态应变采集系统、超动态应变采集系统、高速摄像机、加速度传感器等多种监测手段,实现了巷道冲击失稳破坏过程中应力场、变形场、地电场等多源信息的同步采集.测试试验结果显示:巷道开挖阶段,受开挖卸荷影响,巷道浅部围岩应力状态劣化显著,形成一定范围的高阻区,而围岩深部区域则出现一定程度的切向应力集中,视电阻率值较低,表明巷道浅部区域岩体由弹性向塑性状态转化,而围岩深部则积聚了大量弹性能,为冲击地压的发生埋下隐患.动载施加瞬间,冲击动载与高静载叠加并超过围岩体承载能力,巷道围岩深部积聚的弹性能得到释放,致使顶板浅部松散破碎岩体向开挖空间瞬间抛出,在冲击应力波反复作用下,巷道两帮及底板也出现大量的拉剪裂纹.结果表明该系统稳定可靠,能够较为真实的再现动静载作用下深部巷道冲击失稳过程,对研究不同支护结构巷道在冲击荷载下的破坏试验能够起到一定的指导作用.
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