| 作者单位： | ①.北京工业大学建筑工程学院,北京 100124,中国;②.北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124,中国;③.中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院页岩气与地质工程重点实验室,北京 100029,中国;④.中国科学院地球科学研究院,北京 100029,中国 |
| 摘 要： | 
粉砂岩作为地球上广泛存在的岩石之一,在工程中经常被用到。泥质粉砂岩中含水量的增加会致使其强度降低和变形增加,从而导致洞室坍塌、边坡失稳等地质灾害。因此研究不同含水率下泥质粉砂岩破裂演化规律十分重要。
本研究以龙游石窟围岩泥质粉砂岩为研究对象构建数值模型,基于实验室在位加载高能CT实时扫描试验获得的应力-应变曲线和裂纹形态修正模型参数,模拟不同含水率泥质粉砂岩在单轴压缩试验中的动态破裂演化过程,并通过声发射和矩张量反演技术来揭示不同含水率对泥质粉砂岩破裂的影响规律。研究结果表明：(1)从泥质粉砂岩强度方面,随着含水率的提高,泥质粉砂岩的强度逐渐降低,当含水率超过50%时,水对泥质粉砂岩强度弱化效应减弱;(2)从AE震级和b值大小方面,随着含水率的增加,试样破坏时的b值逐渐增加,这说明含水率的增加会使得泥质粉砂岩破裂过程产生的小事件数目增多,破坏渐进性增强,剧烈程度减弱,破坏释放的能量降低;(3)从破裂形态和AE失效源方面,随含水率的增加,AE剪切失效源的占比逐渐增加,泥质粉砂岩破坏模式由单斜面剪切破坏演变至Ⅹ状共轭斜面剪切破坏,含水率进一步增加趋近饱和状态,泥质粉砂岩的破坏表现为劈裂主导的外侧表皮剥落与内部剪切破坏。
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