循环加卸载下岩石滞回环及其弹性储能机制分析

摘要

设计岩石的单轴增载荷循环加卸载实验,通过MTS伺服系统进行验证,结果表明,岩石的塑性滞回环面积随着循环加载载荷的上升整体呈现递增的趋势。在加载过程中存在着力学行为由弹性变为塑性的应力阈值,约为应力峰值的60.5%,能量耗散率与应力水平的正相关增长关系分为2个阶段,60.5%应力水平前的增长斜率明显小于60.5%应力水平后,反应了岩石在经历过弹性阶段后岩石内部的裂隙发育明显增多。重新定义了循环加卸载过程中积累弹性能量的计算方法,得出弹性储能随着循环增载荷的增大,呈现持续增长的趋势,但是在应力峰值的65%左右,弹性储能的积累有一个明显的增长趋势。可以为煤岩巷在支护参数上、工程施工上以及预测岩爆提供一定的参考参数。定义了岩石的弹性连续系数,判断岩石内部裂隙的发育程度,弹性连续系数越大,岩石内部裂隙发育越完全。研究成果可作为受载岩体稳定性分析和工程实践的理论依据。