岩体变形破坏过程的能量机制

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粗砂岩变形破坏过程中的能量演化机制

粗砂岩变形破坏过程中的能量演化机制王云飞;郑晓娟【摘要】对粗砂岩进行单轴试验测得其力学参数,然后采用颗粒流和fish程序获得粗砂岩的细观力学参数进行不同围压下的压缩试验,分析粗砂岩的变形和强度特性以及在变形破坏过程中的能量演化规律.获得主要结论:随着围压增加粗砂岩屈服阶段明显增加,峰值强度提高,峰后由明显软化逐渐向塑性流动过渡,表明随着围压增加粗砂岩脆性降低而延性提高,主应力表示的二次型强度准则比直线型更加贴近试验结果.粗砂岩在变形破坏过程中,弹性阶段吸收的能量主要以弹性应变能的形式存储,屈服阶段弹性应变能增速减缓而耗散能增速加快,围压越高峰值处对应的耗散能越大表明高围压下破坏时岩石内部损伤严重,峰后阶段弹性应变能在低围压下急剧减小而高围压下缓慢减小.弹性储能极限随围压增加呈现线性增大趋势,弹性应变能与岩石吸收总能量之比先减小而后趋于常值.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】5页(P30-34)【关键词】粗砂岩;强度;能量演化机制【作者】王云飞;郑晓娟【作者单位】河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;焦作师范高等专科学校管理学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TU452(1.School of civil engineering,Henan Polytechnic university，Jiaozuo454000，Henan，China；2.Management school ,Jiaozuo Teachers College, Jiaozuo454000, Henan,C hina)Key words：grit stone；strength; energy; evolution mechanism岩石受载后发生变形甚至破坏，在这一破坏过程中伴随着能量的转化。

外荷载对岩石做功，其中一部分以可释放弹性应变能的形式存储在岩石中，另一部分能量由岩石内部损伤形成消耗。

岩石变形破坏的能量研究综述

岩石变形破坏的能量研究综述摘要：对于岩石力学特性的研究已经有了不俗的成果，以往都是以弹塑性理论为基础做研究，从而成为岩石变形破坏的准则之一，但这并不准确。

岩石的破坏变形本质上的能量驱动的结果。

理论和实验研究证实，能量在岩石变形和破坏中起重要作用。

外力耗散的能量会在岩石内部产生损坏和不可逆转的变形，并随着时间的推移降低岩石强度。

岩石的结构破坏是由应变能的突然释放引起的，在某些条件下表现为岩石的灾难性破坏。

岩石体积中释放的应变能在岩石中产生这种突然的结构破坏方面起着关键作用。

本文以岩石的变形破坏为基础，以能量的角度出发，分析岩石失稳破坏的能量驱动本质，为岩石工程发展提供理论基础。

关键词：岩石破坏变形，能量耗散，能量释放，能量密度，应力—应变A Review of Energy Research on Rock Deformation and FailureZHANG Haochuan(Civil Engineering and Water Conservancy, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400041):Abstract:There have been remarkable achievements in the study of rock mechanical properties, which were previously based on elastic-plastic theory and became one of the criteria for rock deformation and failure, but this is not accurate. The failure and deformation ofrocks are essentially driven by energy. Theoretical and experimental studies have confirmed that energy plays an important role in rock deformation and failure. The energy dissipated by external forces will cause damage and irreversible deformation inside the rock, and reduce the strength of the rock over time. The structural failure of rocks is caused by the sudden release of strain energy, and under certain conditions, it manifests as catastrophic failure of the rock. Thestrain energy released in the rock volume plays a crucial role in generating this sudden structural failure in the rock. This article is based on the deformation and failure of rocks, and from theperspective of energy, analyzes the energy driven essence of rock instability and failure, providing a theoretical basis for the development of rock engineering.Key words:Rock failure and deformation, energy dissipation, energy release, energy density, stress-strain1 引言对于岩石力学特性的研究已经有了不俗的成果，以往都是以弹塑性理论为基础做研究，从而成为岩石变形破坏的准则之一[1-9]。

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体变形破坏过程的能量机制岩体变形破坏过程是一个由外力作用引起的能量释放过程。

岩体在受到外力的作用下逐渐累积能量，当这部分能量超过岩体的抗力时，就会引发岩体的变形和破坏。

岩体变形破坏的能量机制主要包括应变能的积累和释放过程、动能转化为应变能的过程以及应变能转化为破坏能的过程。

首先，岩体受到外力作用后，从初态到终态的过程中会产生应变能的积累和释放过程。

外力的作用使岩石产生弹性应变、塑性应变和破裂应变。

弹性应变是可恢复的应变，塑性应变是不可恢复的应变，破裂应变是岩石的断裂。

在岩石受到外力作用时，弹性应变首先发生，然后逐渐转化为塑性应变，当塑性应变达到一定程度时，就会引发破裂。

岩体的弹性势能和塑性变形能都积累在岩体中，这部分能量通过震动、热量等方式释放出来，当释放的应变能超过岩体抗力时，就会引发岩体的破坏。

其次，动能转化为应变能是岩体变形破坏过程的另一个能量机制。

当外力作用于岩石时，岩石受到的应变能不仅来自于外力的作用，也包括岩石内部的动能转化为应变能。

当岩体受到外力时，外力对岩体的作用会使岩体发生变形，变形速度越快，岩石的动能就越大。

岩石动能的转化主要通过岩石内部的位移和变形来实现。

当岩石受到外力时，岩体内部各个部分的位移不同，不同的位移速度导致了动能的差异，这部分动能会转化为应变能。

最后，应变能转化为破坏能是岩体变形破坏的关键能量机制。

岩石的变形和破坏主要是由于岩石内部的应变能积累到一定程度时超过了岩石的抗力，从而导致岩体的破坏。

在岩体变形过程中，应变能主要以形变和塑性变形的形式存在，当应变能积累到一定程度时，塑性变形和应力集中会导致裂隙的发展和联合，从而进一步加剧岩体的破坏。

这部分应变能的释放主要通过断裂面的形成和扩展，将岩体内部的应变能释放出来，并以破碎、破裂等形式表现出来。

总之，岩体变形破坏过程的能量机制包括应变能的积累和释放过程、动能转化为应变能的过程以及应变能转化为破坏能的过程。

这些过程都是岩体变形破坏的重要能量机制，对于理解和预测岩体变形破坏具有重要意义。

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体变形破坏过程的能量机制
岩体变形破坏是岩石受外力作用下发生的物理现象，其能量机制主要包括应变能、势能和动能三种形式。

首先，应变能是指由于外力作用使岩体内部产生应变而存储的能量。

当岩体承受的应力超过其强度极限时，应变能将会被释放，导致岩体发生变形和破坏。

其次，势能是指岩体在重力作用下所具有的能量。

岩体在垂直方向上的质量分布不均匀，因此会产生不同高度处的势能差异。

当岩体承受外力扰动时，岩体的势能分布状态将发生变化，进而影响岩体的稳定性和破坏形态。

最后，动能是指岩体在受到外力作用下所具有的能量。

当岩体受到冲击或震动等外界扰动时，其将产生动能，进而促进岩体的变形和破坏。

综上所述，岩体变形破坏过程的能量机制十分复杂，应变能、势能和动能三种形式的相互作用和转化，决定了岩体的稳定性和破坏形态。

对于岩体工程设计和安全评估来说，深入了解岩体变形破坏过程的能量机制，具有重要的理论和实际意义。

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试论岩体动力破坏的最小能量原理

第21卷增刊岩石力学与工程学报 21(增)193119332002年6月 Chinese Journal of Rock Mechanics and EngineeringJune 20022002年2月26日收到初稿2002年4月2日收到修改稿* 国家杰出青年科学基金(59625409)国家重点基金(50134040)和山西省自然科学基金资助项目作者赵阳升简介男1955年生1992年于同济大学结构工程专业获博士学位现任中国矿业大学采矿工程学科特聘教授博士生导师主要从事采矿工程和岩石力学方面的教学与研究工作试论岩体动力破坏的最小能量原理*赵阳升12 冯增朝2 常宗旭2(1中国矿业大学能源科学与工程学院徐州 221008) (2太原理工大学采矿工艺研究所太原 030024)摘要通过对岩体在不同应力状态下的破坏方式破坏特征及其能量转换进行分析论证了岩体是一种有条件的物理不稳定性材料其动力破坏遵循最小能量原理得到了对岩爆等岩体动力现象的预测与防治研究有用的结果关键词岩体破坏最小能量原理条件物理不稳定岩爆发生机理分类号 TU457 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2002)增-1931-031 引言岩爆或称冲击地压冲击矿压甚至包括含气体水的突出试件都是岩体在外力作用下突然失稳破坏而造成的一种以急剧猛烈的破坏为特征的动力现象或动力事件[110]随着国民经济的迅速发展人类各类地下工程所涉及的埋藏深度日趋增加国内许多煤矿深度已近1 000 m 金属矿山达2 000 m 左右国际上金属矿山深度为4 000 m 左右地质钻孔资源开发钻孔深度达万米各类地下工程空间跨度也在增加地下工程跨度增加与深度增加的结果都导致工程岩体应力增加其应力的量值超过岩石的单轴抗压强度有时甚至超过若干倍岩石的强度因此深入研究岩体三维应力状态下的变形破坏规律及其强度研究岩体应力状态转变导致的岩体破坏形式能量转化更是岩体力学及工程研究的当务之急2 岩石材料是一种有条件的物理不稳定性材料自然界的材料破坏无非以两种方式一种是渐进的稳定方式的破坏另一种是突然的不稳定破坏而岩体以何种方式破坏则是由岩体材料及其应力和结构形式共同决定的前一种破坏方式在岩体工程是常见的例如地下洞室的变形破坏等等而后者又可以分为两种类型一种是几何失稳破坏即压杆稳定问题板的屈曲问题窄小矿柱的破坏此类破坏在岩体工程中少见另一种是物理失稳破坏20世纪60年代刚性试验机的诞生揭示出岩体或岩石在峰值强度之后出现的应变软化即岩石的全过程应力-应变曲线(如图1所示)而且表明无论一维压缩还是一维剪切下其应力-应变曲线都表现为明显的应变软化客观地评价刚性试验机的诞生揭示的岩石全曲线实质上揭示了岩石材料的物理本质即它是一种物理不稳定性材料当岩石变形进入峰值强度之后变形增加应力反而降低应力应变的乘积是负值降低应力其变形反而增加其能量的来源是岩石在峰值强度之前积累的弹性变形能的释放这是非常典型的物理不稳定性特征其物理不稳定性因岩石类型或结构的不同而不同但所有岩石材料都表现为这种物理不稳定性到今天为止还没有做出一条类似于金属材料的理想塑性或塑性强化曲线这就是岩体之所以发生诸如地震岩爆冲击地压及各类突出事件的根本原因所在也是物理本质所在但岩体的这种物理不稳定性的反映或表现是有条件的当岩体或岩石在力的作用下先发生弹性变形弹性变形阶段应力增加变形增加应力减小变形减小[1]其应力应变的乘积εσd d ×0岩石材料在此段内仍为物理稳定性材料当岩石• 1932 • 岩石力学与工程学报 2002年1=a σ802=a σ403=a σ20 4=a σ105=a σ56=a σ图1 大理石常规三轴压缩应力-应变全图 Fig.1 Normal triaxial compressive stress-train curres ofmarble继续加载变形达到峰值强度后岩石材料的物理不稳定性才显现出来因此岩石材料的物理不稳定性显现是有条件的这种条件在一维应力状态下是其所承受的应力达到岩石的单轴抗压强度或抗剪强度在二维应力三维应力下所承受的应力超过岩石的二维强度或三维强度[24]因此可以清楚地认识到岩石材料是一种有条件的物理不稳定性材料岩体的条件物理不稳定性变化是随着各种岩体工程环境条件的变化岩体所受温度孔隙压化学作用等发生急剧的变化总体趋势为温度升高化学作用增强孔隙压增加岩体强度剧烈下降达到不稳定性的临界条件剧烈下降或者说岩体的物理不稳定性非线性增加3 岩体动力破坏的最小能量原理一维状态下无论岩石以单轴压缩破坏还是以剪切方式破坏其破坏的条件是应力超过单轴抗压强度或抗剪强度即σc σ或τc τ对应的能量消耗为E E 2/2c 1σ=或EE 2/2c 1τ=在此种情况下岩石整体上表现为失去承载能力破碎为一定块度的若干块体但工程岩体主要承受三维应力在三维应力状态下岩体破坏的条件是超过其三轴强度其对应的临界能量是三维状态下的弹性能但当破坏一旦启动岩体内部应力状态及其分布在极短的时间内发生剧烈而迅速的调整与转变岩体内部的三维应力迅速转变为二维一维状态而三维状态下储存在岩体中的大量弹性能仅需要消耗一维压缩或剪切所需要的部分能量其余能量则用于动力破坏或大变形塑性破坏尤其是像岩爆突出爆破等一类动力破坏事件更是如此无论在一维二维或三维应力状态下岩体动力破坏所需要的能量总是一维应力状态下破坏所消耗的能量将此称为岩体动力破坏的最小能量原理用此原理评价或简单度量深部地下工程的难易或灾害的剧烈程度一维状态下岩体破坏的能量为E E 2/21σ= 三维应力状态下假设为静水压力岩体破坏的条件是库仑-摩尔准则等强度准则对应的能量条件为E E 2/32/)(23322113σεσεσεσ=++= 假设作用于岩体的应力为其单轴强度的m 倍即cσσm =则E E 2/2c max 1σ=而Em E 2/32c 23σ=则岩体动力破坏的剩余能量为213e 3/m E E K ==岩体动力破坏的剩余能量与最小破坏能量之比eK 随着应力集中系数m 的变化关系如图2所示由此可见随着埋藏深度的增加岩体动力破坏的剩余能量与最小破坏能量之比值呈典型的非线性趋势增加图2 e K - m 关系曲线Fig.2 Relationship curve between m vs e K4岩爆发生机理与预测防治原理随着地下工程跨度增加深度增加岩体工程发生岩爆冲击地压及各类突出事件发生的频度与第21卷增刊赵阳升等. 试论岩体动力破坏的最小能量原理 • 1933 •强度都在迅速增加深入开展相关的各类动力事件发生发展机理及预测防治原理的研究是各类岩体工程建设的迫切需要岩爆发生机理当岩体所受的应力超过了岩体的极限强度岩体变形进入物理不稳定性阶段三维应力状态下破坏启动后迅速转变为一维破坏方式更加剧了动力破坏事件的发生与发展三维应力与其强度的比值越高其剧烈程度越大岩体物理不稳定性越强其剧烈程度越大三维能量与一维能量之比值越高其破坏越严重由此得出岩体动力破坏事件的预测原理为捕捉岩体达到峰值强度前的各种物理特征量例如声发射事件及其特征电磁波特征热红外弹性波等等事件防治原理加强支护或采取适当的地下空间布置方式目的是为了避免应力集中从而达到有效控制岩体达到物理不稳定性的条件改变岩石的物理不稳定性即降低岩体全程应力-应变曲线的软化段的负刚度例如目前工程上采用的预裂爆破技术注水软化技术大直径密集钻孔技术都是基于上述原理5 结论在深入分析岩体在不同应力状态下的破坏方式破坏特征及其能量转换的基础上得出如下结论(1)岩体是一种有条件的物理不稳定性材料这是岩体材料与其他材料本质的区别它之所以发生类似岩爆地震等动力失稳事件是由其物理本质决定的(2) 无论是三维二维或一维应力状态下岩体最终都转化为一维破坏的方式将此称为岩体动力破坏的最小能量原理(3) 岩爆发生机理是岩体所受的应力超过了岩体的极限强度岩体变形进入物理不稳定性阶段其预测与防治原理为捕捉岩体达到峰值强度前的各种物理特征量避免应力集中有效控制岩体达到物理不稳定性的条件改变岩石的物理不稳定性即降低岩体全程应力-应变曲线的软化段的负刚度参考文献1章梦涛冲击地压失稳理论与数值模拟计算[J]. 岩石力学与工程学报19876(3)1972042 Brady B T. 与尺度无关的岩石破坏理论[A]. 见地震理论与实验译文集[M]. 北京地震出版社197926443 赵阳升. 瓦斯压力在突出中作用的数值模拟研究[J]. 岩石力学与工程学报199312(4)3283374 梁冰章梦涛潘一山等. 煤和瓦斯突出的固流耦合失稳理论[J]. 煤炭学报199520(5)4924965 李廷芥王耀辉张梅英等. 岩石裂纹的分形特性及岩爆机理研究[J]. 岩石力学与工程学报200019(1)6106 许东俊章光李廷芥等. 岩爆应力状态研究[J]. 岩石力学与工程学报200019(2)1691727谭云亮李芳成周辉等. 冲击地压声发射前兆模式初步研究[J]. 岩石力学与工程学报200019(4)4254288杨涛李国维. 基于先验知识的岩爆预测研究[J]. 岩石力学与工程学报200019(4)4294319 蔡美峰王金安王双红. 玲珑金矿深部开采岩体能量分析与岩爆综合预测[J]. 岩石力学与工程学报200120(1)384210 刘保县鲜学福姜德义. 煤与瓦斯延期突出机理及其预测预报的研究[J]. 岩石力学与工程学报200221(5)647650THE LEAST ENERGY PRINCIPLE OF DYNAMICAL ROCK FAILUREZhao Yangsheng12Feng Zengchao2Chang Zongxu 2(1Institute of Energy Science and EngineeringChina University of Mining and Technology Xuzhou 221008 China )(2 Institute of Mining Technology Taiyuan University of Technology Taiyuan 030024 China )Abstract Throughanalyzing the failure manner failure character energy exchange under various stress states it is demonstrated that rock is the physical instability material under certain condition and its dynamical failure follows the least energy principle. These results will be beneficial to prevention and curing of rock burst.Key words rockdestroy principle of least energy condition physical instability rock burst generant mechanism。

不同结构层次上岩体变形破坏的能量关系

等得到的等功率原则仅仅是本文得到的结果的特例．这些原则可以作为研究岩体在不同层次上变
形与破坏的工具．
关键词：结构层次；坏；等功密度原则；能量流原则破等
中图分类号：Ｔ３４Ｕ４１Ｔ５Ｄ２；Ｔ５；Ｕ４９
Ａｂｓｒｃ：Ｒｏｋｍａｓｈａｏｐｅｓｒｃｕａｅａｃｔａｔｃｓｓｃｍｌｘｔｕｔｒｌｈｉｒｒｈｙ、Ａｔｉｆｒｎｔｃｌｌｖｌｔｒｘｓｓｌｓｄｆｅｅｓａｅｅｅｓｈｅｅｅｉｔｃｏｅ
文献标志码：Ａ
ＥｎｒｙＲｅａｉｎｆＤｅｏｍａｉｎａａｔｒｆＲｏｋＭａｓｅｇｌｔｏｓｏｆｒｔｏｎｄＦｒｃｕｅｏｃｓ
ａｉｆｒｎｔＳｒｃｕａｖｌｔＤｆｅｅｔｕｔｒｌＬｅｅｓ
维普资讯
第２３卷第４期２００７年１２月
北京建筑工程学院学报
ＪｕｎｌｆＢｉｎｉｅｓｙｏｖｌｇｎｅｉｇａｄＡｒｈｔｃｕｅｏｒａｅｉｇＵｎｖｒｉｆＣｉｉＥｎｉｅｒｎｃｉｔｒｏｊｔｎｅ
摘
要：岩体具有复杂的内部结构层次．在不同的结构层次上岩体的变形与破坏的时间及结构尺
度之间存在着紧密的联系，种联系表现为在一定的结构级别上结构块的破坏时间与该级别上块这
体的尺度成正比．基于这种时间及空间尺度之间的联系，现就岩体不同结构层次上破坏的能量关系进行了研究．首次推导出在不同结构层次上破坏的等功密度原则和等能量流原则、Ｙ．ｅｒｖｕＰｔｏ

高温后岩石变形破坏过程的能量分析

第33卷第1期2011年1月武汉理工大学学报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGYV ol.33 N o.1 Jan.2011DOI:10.3963/j.issn.1671 4431.2011.01.023高温后岩石变形破坏过程的能量分析徐小丽1,高峰2,周清1,陈静1(1.南通大学建筑工程学院,南通226019;2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,徐州221008)摘要: 从非平衡热力学角度出发,结合岩石在不同高温作用后的单轴压缩和声发射试验,详细阐述了岩石变形破坏过程中的声发射特点,分析了经历不同高温后岩石强度与能量耗散和能量释放之间的关系。

研究结果表明高温作用后花岗岩声发射曲线大致经历了以下6个阶段:初始沉寂段、上升段、前峰值段、高幅持续段、后峰值段、后期沉寂段。

声发射曲线较好地反映了岩石在整个破坏过程中由稳定态向亚稳定态、临界态、失稳破坏直至新的稳定态的发展过程。

岩石峰值强度与耗散能呈反比关系,与弹性能呈正比关系,能量耗散使材料发生劣化,强度降低。

声发射能率与弹性能呈正比关系,与耗散能呈反比关系,弹性能突然释放引起岩石的失稳破坏。

岩石的破坏是能量耗散与能量释放共同作用的结果。

研究结果有助于研究高温后受外载岩石微缺陷的演化并最终破裂的过程,对高温后岩体工程起到一定的参考作用。

关键词: 岩石; 温度; 声发射; 耗散能; 弹性能中图分类号: T U 452文献标识码: A文章编号:1671 4431(2011)01 0104 04Energy Analysis of Rock Deformation and Failure ProcessAfter High TemperatureX U X iao li 1,GA O Feng 2,ZH OU Qing 1,CH EN J ing 1(1.Schoo l o f A rchitecture and Civ il Engineer ing,Nantong U niver sity,Nanto ng 226019,China;2.State Key Labor ator y fo r G eo mechanics &Deep U nderg r ound Eng ineering ,China U niversit y ofM ining and T echnolog y,X uzhou 221008,China)Abstract: M echanical character istics and acoust ic emission propert ies o f g ranite under uniax ial compression after hightemperature have been r esear ched.Based on the ex per iments,t he paper interprets the acoustic emission and ener gy char acteristics of rocks in defo rmatio n and fracture pr ocess w ith non equilibrium thermodynamic theo ry.T he intr insic r elatio ns between strength,energ y dissipation and energ y release of ro cks dur ing failur e pro cess are also discussed.T he results show that after hig h temperature acoust ic emissio n curves ex perienced six stag es which co nt ain init ial dreariness stag e,upw or d stag e,anter ior peak v alue stag e,hig h amplitude continuo us stage,poster ior peak value st age and later drear iness stag e.A co ustic emission cur ves can pr eferably reflect ro ck dev elo ping pr ocess fro m stable state to metastable state,cr iti cal state,unstable failur e until new stable state in defor mation and fracture process.Rock st reng th sho ws inverse ratio to dissipat ed energ y and pro po rtio nal ratio to elastic energ y,energ y dissipat ion makes the mater ial deterio rate and its streng th dro p dow n ev entually.A co ust ic emission energ y r ate sho ws propo rtio nal ratio to elastic ener gy and inverse rat io to dissipated energ y,the elastic energ y released in rock vo lume plays the pivota l ro le of abrupt structur al failure of r ock.It is emphasized that the failur e o f ro ck is a pro cess in w hich energ y dissipat ion and ener gy release occur simultaneously.T he r esults contr ibute to study r ock failur e pr ocess f rom the micr o defect evo lutio n to finally r upture after hig h temper a ture fro m the view po int of energ y,which offer reference to the eng ineering pr actice.Key words: rock; temperatur e; acoustic emission(A E); dissipated ener gy ; elastic ener gy收稿日期:2010 10 08.基金项目:国家重点基础研究发展规划项目 973 (2010CB226804),江苏省高校自然科学研究项目(09KJB130001)和南通大学引进人才科研项目(09R10).作者简介:徐小丽(1981 ),女,博士,讲师.E mail:x ux iao li2002_ren@岩石作为一种特殊的地质材料,受地质构造的影响,其物理、力学特性通常表现为各向异性和非线性。

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体变形破坏过程的能量机制
岩体变形破坏过程是由岩石内部应力超过其强度所引起的。

在这个过程中，能量会被释放，导致岩石的变形和破坏。

岩石的能量机制主要包括三个方面：
1. 应变能转换成应变能释放
当岩石受到外力作用时，它会发生变形。

这种变形会导致岩石内部产生应变能，即能量储存在岩石中。

随着变形的继续，岩石内部的应变能会不断积累，直到达到一定的临界值，这时岩石就会发生破坏，应变能被释放出来。

2. 位能转换成动能释放
岩石内部的位能是指岩石在重力场中所具有的能量。

当岩石受到外力作用时，它会发生位移，这时岩石的位能会转化为动能。

随着岩石的运动，动能也会不断积累，直到达到一定的临界值，这时岩石就会发生破坏，动能被释放出来。

3. 颗粒间的磨损和摩擦
岩石内部的颗粒之间存在着磨损和摩擦。

当岩石受到外力作用时，颗粒之间会发生位移和相互碰撞，这时就会产生磨损和摩擦。

随着岩石的变形和破坏，颗粒之间的磨损和摩擦也会不断增加，最终导致岩石的完全破坏。

总之，岩体变形破坏过程的能量机制非常复杂，涉及到应变能、位能、动能以及颗粒之间的磨损和摩擦等多个方面。

深入研究这些能量机制，可以为岩体工程设计和灾害防治提供重要的理论基础和实践
指导。

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体变形破坏过程的能量机制摘要：叙述岩体单元变形破坏过程中能量耗散与强度、能量释放与整体破坏等概念。

在循环压缩载荷下，实测岩石的能量耗散及损伤，数据拟合表明，基于能量耗散分析建立的岩石损伤演化方程可以较好地描述岩石的损伤演化过程。

在循环压缩载荷下同时实测不同加载速度及不同载荷水平下岩体内可释放应变能、耗散能、卸荷弹性模量及卸荷泊松比的变化规律，给出复杂应力条件下卸荷弹性模量的变化公式。

基于可释放应变能建立岩体单元的整体破坏准则，该准则与大理岩的双压试验结果符合得比较好。

对工程中常见的层状岩体，提出基于畸变能与广义体积膨胀势能而建立的层状岩体破坏准则，该准则与层状岩的双压试验也符合得比较好。

关键词：岩石力学；可释放应变能；耗散能；破坏准则；岩体单元1 引言从能量的角度去观察及研究岩体力学问题，已得到工程界、理论界越来越多的关注及重视。

目前的研究主要集中在三个方面：首先是从细观的角度去研究岩体单元的能量耗散与岩体单元损伤的关系、能量耗散与岩体本构的关系，以及岩体单元内可释放应变能与岩体单元破坏或破裂的关系，在这方面已取得了显著的成绩；其次是从势能的极值及数学分析角度建立岩体结构的灾变模型，以确定岩体结构发生灾变的条件，这些条件可以用于工程岩体整体的稳定性判断；最后是从宏观的能量守恒角度去研究岩体结构经历了能量耗散即损伤以后的能量释放，用以估计工程中岩爆的烈度或碎裂岩块的飞溅速度，即定量分析岩体结构中的能量传递过程，为防灾减灾提供理论依据。

本文主要在第一个方面做了较系统的研究：叙述了岩体单元变形破坏过程中能量耗散与损伤、能量释放与整体破坏等概念。

在循环压缩载荷下，实测了岩石的能量耗散及损伤，数据拟合表明，基于能量耗散分析建立的岩石损伤演化方程可以较好地描述岩石的损伤演化过程。

在循环压缩载荷下，也实测了不同加载速度及不同载荷水平下岩体内可释放应变能、耗散能、卸荷弹性模量及卸荷泊松比的变化规律，给出了复杂应力条件下卸荷弹性模量的变化公式。

第三章岩体的变形与破坏

第三章岩体的变形与破坏变形：不发生宏观连续性的变化，只发生形、体变化。

破坏：既发生形、体变化、也发生宏观连续性的变化。

1．岩体变形破坏的一般过程和特点（1）岩体变形破坏的基本过程及发展阶段①压密阶段（OA段）：非线性压缩变形—变形对应力的变化反应明显；裂隙闭合、充填物压密。

应力-应变曲线呈减速型（下凹型）。

②弹性变形阶段（AB段）：经压缩变形后，岩体由不连续介质转变为连续介质；应力-应变呈线性关系；弹性极限B点。

③稳定破裂发展阶段（BC段）：超过弹性极限（屈服点）后，进入塑性变形阶段。

a．出现微破裂，随应力增长而发展，应力保持不变、破裂则停止发展；b.应变：侧向应变加速发展，轴向应变有所增高，体积压缩速率减缓（由于微破裂的出现）；④不稳定破裂发展阶段（CD段）：微破裂发展出现质的变化：a.破裂过程中的应力集中效应显著，即使是荷载应力保持不变，破裂仍会不断地累进性发展；b. 最薄弱部位首先破坏，应力重分布导致次薄弱部位破坏，直至整体破坏。

“累进性破坏”。

c. 应变：体积应变转为膨胀，轴向及侧向应变速率加速增大；※结构不均匀；起始点为“长期强度”；⑤强度丧失、完全破坏阶段（DE段）：破裂面发展为宏观贯通性破坏面，强度迅速降低，岩体被分割成相互分离的块体—完全破坏。

应重视的问题：①各发展阶段的界限点，尤其是“长期强度”；②空隙压力曲线：a.空隙水压力～体积应变、变形发展阶段；b.工程意义：滑坡、地震等。

（2）岩体破坏的基本形式①张性破坏（图示）；②剪切破坏（图示）：剪断，剪切。

③塑性破坏（图示）。

破坏形式取决于：荷载条件、岩体的岩性及结构特征；二者的相互关系。

①破坏形式与受力状态的关系：a.与围压σ3有关：低围压或负围压—拉张破坏（图示）；中等围压—剪切破坏（图示）；高围压（150MN/m2=1500kg/cm2）—塑性破坏。

b.与σ2的关系：σ2/σ 3 <4（包括σ 2 =σ3），岩体剪断破坏，破坏角约θ=25°；σ2/σ 3 >8（包括σ 2 =σ1）：拉断破坏，破坏面∥σ1，破坏角0°;4≤σ2/σ3≤8：张、剪性破坏，破坏角θ=15°。

矿山岩体变形与破裂机理研究

矿山岩体变形与破裂机理研究
在矿山开采过程中，岩体的变形与破裂是一个不可避免的问题。

岩体变形与破裂是由于外界力量作用下岩石内部结构破坏引起的，而旨在探索这一现象背后的规律性和原因。

本文将从岩体的力学性质、变形过程、破裂机理等方面展开探讨。

首先，岩体的力学性质对其变形与破裂起着至关重要的作用。

岩石是一种具有特定的物理力学性质的材料，其硬度、韧性、延展性等特性不同，将直接影响岩体在受力作用下的行为。

在开采作业中，我们需要准确测定岩体的这些力学性质，以便有效地预测岩体的变形与破裂情况。

其次，岩体的变形过程是一个复杂的动态过程。

在岩体受到外力作用下，岩石内部的晶体结构将发生变化，从而引起岩体的变形。

这种变形过程可能是弹性变形，也可能是塑性变形。

了解岩体的变形过程，可以帮助我们更好地掌握岩体的力学行为，从而有效地预防岩体的破裂。

最后，岩体的破裂机理是导致矿山事故的重要原因之一。

岩体在受到过大的外力作用下，会发生破裂现象。

而岩体的破裂过程又会进一步加剧岩石的变形，最终导致矿山事故的发生。

因此，研究岩体的破裂机理，对于预防矿山事故具有重要意义。

梳理一下本文的重点，我们可以发现，矿山岩体变形与破裂机理研究是一个跨学科的课题，需要结合岩石学、地质力学、矿山工程等多个学科的
知识。

我们希望通过本文的探讨，能够更深入地了解岩体的变形与破裂规律，为矿山开采作业提供科学的依据。

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体变形破坏过程的能量机制
岩体变形和破坏是岩石力学中的重要问题，其能量机制一直是研究的重点之一。

岩体变形和破坏具有很强的非线性和不确定性，其能量变化主要包括内能和动能两部分。

其中，内能变化包括弹性能和塑性能的转换，而动能变化则与岩体的动态响应有关。

岩体的能量耗散主要是通过摩擦热的形式发生的。

在岩体变形的过程中，存在着摩擦热的产生和消耗，摩擦热的耗散使得岩体温度升高，从而影响岩体的力学性质。

此外，在岩体破坏的过程中，能量耗散也表现为振动的衰减和岩石颗粒的碎裂等形式。

岩体的能量机制对其力学性质和破坏模式有着重要的影响。

在岩体变形的过程中，能量的转换和耗散一直是研究的重点之一。

通过对岩体的能量机制进行深入研究，可以为岩石力学的理论研究和工程应用提供重要的理论支撑。

- 1 -。

岩体动力破坏的最小能量原理_赵阳升

第22卷第11期岩石力学与工程学报 22(11)：1781～17832003年11月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov .，20032003年4月28日收到初稿，2003年6月16日收到修改稿。

* 国家自然科学基金(50134040，5017404)资助项目。

作者赵阳升简介：男，1955年生，1992年于同济大学结构工程专业获博士学位，现为长江学者奖励计划中国矿业大学采矿工程学科特聘教授、博士生导师，长期从事岩石力学和采矿工程方面的教学与科研工作。

岩体动力破坏的最小能量原理＊赵阳升1，2冯增朝2 万志军1(1中国矿业大学能源科学与工程学院徐州 221008) (2太原理工大学采矿研究所太原 030024)摘要根据岩体动力破坏实际释放的能量远大于诱发能量这一事实，在较详细论证岩体非均质、各向异性、应力状态不同，其破坏方式和消耗能量也有差异的基础上，提出了岩体动力破坏的最小能量原理：即岩体动力破坏真正需要消耗的总是单向应力状态的破坏能量。

还介绍了此类事件的几个事例，及其对防护工程与地下工程的重要意义。

关键词岩石力学，岩体动力破坏，机理，最小能量原理，防护工程，地下工程分类号 TD 313+.3 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)11-1781-03LEAST ENERGY PRICIPLE OF DYNAMICAL FAILURE OF ROCK MASSZhao Yangsheng 1，2，Feng Zengchao 2，Wan Zhijun 1(College of Mineral and Energy Resources ，China University of Mining and Technology ， Xuzhou 221008 China )(Institute of Mining Technology ，Taiyuan University of Technology ， Taiyuan 030024 China )Abstract Based on the fact that the released energy of dynamical failure of rock mass is more than induced energy ，the inhomogeneity and anisotropy of rock mass are discussed ，and the least energy principle of dynamical failure of rock mass is proposed. Different failure manners correspond to different consuming energy and stress states. The consuming energy of rock mass failure in reality is destroy energy under 1D stress state. Some engineering and laboratory cases are presented ，and the study results will be beneficial to defence engineering and underground engineering.Key words rock mechanics ，dynamics failure of rock mass ，mechanism ，least energy principle ，defence engineering ，underground engineering1 引言2003年3月，第5届中国岩石力学与工程学会理事会换届大会上，钱七虎院士在大会学术报告中，提及俄罗斯学者发现地下巨型爆炸导致岩体破坏产生的能量远大于巨型爆炸本身的能量这一事实，他强调对此应予以重视。

岩石变形破坏过程中的能量耗散分析

100083) (2 四川大学成都 610065)
摘要
岩石作为一种复杂的非均质地质材料，其力学响应表现出明显的非线性和各向异性特点。岩石在变形破坏
过程中始终不断地与外界交换着物质和能量，是一个能量耗散的损伤演化过程。采用损伤演化方程可以从宏观上描述损伤变量以及与其相伴的广义热力学力——损伤能量释放率的变化规律。进一步通过细观损伤力学的研究，可以揭示岩石变形破坏过程中能量耗散的内在机制。围绕这一基于能量耗散的岩石力学研究思路及其相关进展，最终将建立基于损伤演化及能量耗散的宏-细-微观多层次耦合的岩石力学体系，这有助于更准确地解决岩石工程领域中更多的力学分析问题。关键词岩石力学，变形，破坏，损伤，能量耗散，细观力学文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)21-3565-06 分类号 TU 452，O 346.5
(5)
nε n +1 dε 2 Eε snϕ 2
(6)
文[8]建立的自由能描述为
′ qr qs − d r′Θdqr − ⎜ ψ = ψ e − η e Θ + ars 1 2 1 ⎛ CR ⎞ 2 ⎟Θ 2 ⎝ θR ⎠
(7)
文[9，10]也从不同角度探讨了损伤过程中能量耗散的特点。这些研究为岩石损伤演化的研究奠定了良好的基础，初步从宏观上给出了岩石损伤演化过程中能量耗散的数学描述。由于岩石损伤过程的复杂性，对其进行准确的宏观描述往往比较困难，不得不借助统计分析以及非线性分析等手段。文[11]探讨了岩石损伤统计本构模型的建立；文[12]建立了一个损伤统计演化方程，可用于描述损伤发展过程为统计独立、随机积累的演化模式。除了从统计上唯象刻画损伤的随机特性外，还可以借助于分形方法以及逾渗和重正化方法等非线性分析手段，进一步研究损伤的复杂演化规律。文[13]根据裂纹发育的分形特征建立了岩石的分维损伤本构模型；文[14]对分数维空间中的损伤力学进行了初步研究，给出了分形损伤变量

岩石变形破坏过程中的能量传递和耗散研究_赵忠虎

DOI:10.15961/j.jsuese.2008.02.018第40卷第2期四川大学学报(工程科学版)V o l.40N o.2 2008年3月J O U R N A LO FS I C H U A NU N I V E R S I T Y(E N G I N E E R I N GS C I E N C EE D I T I O N)M a r.2008文章编号:1009-3087(2008)02-0026-06岩石变形破坏过程中的能量传递和耗散研究赵忠虎,谢和平(四川大学水利水电学院,四川成都610065)摘　要:岩石变形破坏的过程是和外界产生能量交换的过程。

从理论上分析了用能量方法研究岩石破坏问题的合理性,以及岩石在变形过程中弹性能、塑性能、表面能、辐射能、动能之间相互转化的过程、计算原理、以及对岩石破坏所起的不同作用。

并分别从宏观和微观的角度研究了在不同的变形阶段中岩石能量耗散与释放问题。

在宏观上,岩石变形前期以弹性应变能的方式存储外界提供的能量,同时又通过损伤演化等向外界耗散能量;变形的后期以剧烈的能量释放为主。

微观上,存在多种引起岩石应变硬化和应变软化的机制,岩石存储能量还是向外界释放能量取决于这些微观机制竞争的最后结果,基于此推导了岩石变形中能量的传递方程,用试验研究了能量的转化和平衡,以及耗散能和释放能之间的比例关系。

结果表明能量耗散导致岩石强度的降低,而能量释放是造成岩石灾变破坏的真正原因。

从能量耗散与释放的观点研究岩石的破坏,可以从本质上把握岩石变形和破坏的物理机理,寻找岩石破坏的真正原因,为实际工程提供参考。

关键词:岩石;能量传递;能量耗散;能量释放中图分类号:T U452文献标识码:AE n e r g y T r a n s f e r a n d E n e r g y D i s s i p a t i o n i nR o c kD e f o r m a t i o n a n dF r a c t u r eZ H A OZ h o n g-h u,X I EH e-p i n g(S c h o o l o f Wa t e r R e s o u r c e s＆H y d r o p o w e r,S i c h u a nU n i v.,C h e n g d u610065,C h i n a)A b s t r a c t:A s r o c k d e f o r m a t i o n,f r a c t u r e a n d e n e r g y e x c h a n g e w i t h o u t e r e n v i r o n m e n t h a p p e n a t t h e s a m e t i m e,t h e r a t i o n a l i t y t o s t u d y r o c k d e s t r u c t i o n w i t h e n e r g y m e t h o d s i s d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r.F o r t h e r e a r e m a n y k i n d s o f e n-e r g y i n t h e d e f o r m a t i o n o f r o c k s u c h a s e l a s t i c e n e r g y,p l a s t i c e n e r g y,s u r f a c e e n e r g y,r a d i a t i o n e n e r g y,k i n e t i c e n-e r g y e t c,a u t h o r s a n a t o m i z e t h e p r o c e s s o f e n e r g y t r a n s f o r m a t i o n a m o n g t h e s e e n e r g i e s,c a l c u l a t i o n t h e o r i e s,d i f f e r-e n t e f f e c t o n r o c k f r a c t u r e,a n d s t u d y e n e r g y d i s s i p a t i o n a n d e n e r g y r e l e a s e i n d i f f e r e n t d e f o r m a t i o n p r o c e s s i n m a c-r o s c o p i c a n d m i c r o c o s m i c a s p e c t s.I n m i c r o s c o p i c a s p e c t,r o c k s t o r a g e s e n e r g y i n t h e f o r m o f e l a s t i c i t y e n e r g y a n d d i s s i p a t e s e n e r g y b y d a m a g e e v o l v i n g i n t h e i n i t i a l d e f o r m a t i o n s t a g e a n d r e l e a s e s p l e n t y o f e n e r g y i n l a t e r s t a g e.I n m i c r o c o s m i c a s p e c t,t h e r e a r e m a n y f a c t o r s w h i c h c a n h a r d e n o r s o f t e n t h e r o c k.W h e t h e r t h e r o c k s t o r a g e s e n e r g y o r r e l e a s e s e n e r g y i s d e t e r m i n e d b y t h e f i n a l r e s u l t s o f t h e s e m i c r o c o s m i c f a c t o r s′c o m p e t i t i o n.A n d t h e t h e o r e t i c a l e-q u a t i o n o f e n e r g y t r a n s f o r m a t i o n i s d e d u c e d.O n t h e b a s e o f t e s t,t r a n s f o r m a t i o n a n d b a l a n c e,a s w e l l a s r a t i o n b e-t w e e n d i s s i p a t i o n e n e r g y a n d r e l e a s e e n e r g y a r e s t u d i e d.F i n a l l y,t h i s p a p e r d e m o n s t r a t e s t h a t e n e r g yd i s s i p a t i o n l e a d s t o t h e s t r e n g t h r e d u c t i o n,w h i l e e n e r g y r e l e a s e r e s u l t s i n t h e c a t a s t r o p h i c f a i l u r e o f r o c k s.C o n s e q u e n t l y,f r o m t h e v i e w p o i n t o f e n e r g y d i s s i p a t i o n a n d e n e r g y r e l e a s e t o s t u d y t h e f a i l u r e o f r o c k,w e c o u l d u n d e r s t a n d t h e e s s e n t i a l p h y s i c a l m e c h a n i s mo f r o c k d e f o r m a t i o n a n d f r a c t u r e,f i n d o u t t h e t r u e r e a s o n f o r r o c k f a i l u r e,a n d o f f e r r e f e r e n c e t o t h e e n g i n e e r i n g p r a c t i c e.K e y w o r d s:r o c k;e n e r g y t r a n s f e r;e n e r g y d i s s i p a t i o n;e n e r g y r e l e a s e收稿日期:2007-01-18基金项目:国家自然科学基金资助项目(50579042;50639100);国家测绘局73资助项目(2002C B412705;2002C B412707)作者简介:赵忠虎(1979-)男,博士生.研究方向:岩石力学. 岩石的变形和破坏研究历来是学术界和工程界十分重视的问题。

岩石变形破坏过程中的能量传递和耗散研究

岩石变形破坏过程中的能量传递和耗散研究摘要：岩石变形破坏经常会致使一些较为严重的地质灾害或事故问题，所以对岩石变形破坏过程机理进行相关的研究是非常重要的，本文从能量这一角度出发，对岩石变形破坏过程之中的能量传递以及耗散进行了相关的研究，其中主要包括岩石变形与破坏过程之中能量的类型、岩石变形破坏的过程阶段，并通过实验对能量的耗散开展了一定的实验研究，得到了岩石变形破坏过程之中能量转变的相应关系，希望可以给相关人士提供一定的借鉴。

关键词：岩石；变形破坏；能量传递；能量耗散1.岩石变形破坏过程中的能量在岩石变形过程之中所产生的能量是和其具体的形变方式相互对应的，形变方式不同常常会产生不同的能量，对应关系比如说：弹性形变常常会产生弹性势能，塑性形变往往会产生塑性势能；表面破坏往往会产生表面能、辐射能和动能。

就目前的研究发现，岩石变形破坏过程之中能够产生这几种能量，而且这些能量可以在岩石形变破坏中进行数次转换。

在岩石最初接触到外力的时候，岩石内部会出现一定的形变，在此情况下外部能量会通过弹性势能的方式储存到岩石之中，而且弹性势能能够与相应的力学理论结合起来进行计算。

弹性势能是一种重要能量，其在岩石出现破坏问题的情况下，会从岩石内部释放出，进而转变成别的形式的能量。

所以一般而言岩石在出现破坏后所释放出的能量都是之前受到外力作用积累的弹性势能，之后能量会在岩石形变的作用下产生了一定的影响。

在外部作用力之下岩石不仅会出现弹性形变，岩石的内部还可能会出现空洞与裂纹问题，此时部分外部作用力会转变成岩石表面能，这一能量能够应用损伤力学理论计算出来。

如果外部作用力的影响加大，岩石内部就会出现更大程度的裂纹问题，若裂纹扩展产生的能量较大，会使得裂纹变得更大，能够应用断裂力学的理论来计算出此时所释放出来的能量。

在岩石变形的时候还会出现塑性形变现象，并且产生塑性形变势能。

除此之外岩石在裂开的时候，所含物质之中的粒子电荷和自由电子等都会产生一定的转移与扩散现象，这一过程之中的岩石会朝外以声波、电磁波等形式释放出能量。

岩体动力破坏模型试验与能量规律研究

岩体动力破坏模型试验与能量规律研究在地球科学领域，岩体动力破坏模型试验与能量规律研究是一项非常重要的工作。

这项工作的目的是通过对岩体在动力作用下的破坏过程进行模拟和分析，揭示岩体破坏的能量规律，为岩体工程的设计、施工和监测提供科学依据。

本文将从理论和实践两个方面对岩体动力破坏模型试验与能量规律研究进行探讨。

一、岩体动力破坏模型试验1.1 岩体动力破坏模型试验的意义岩体动力破坏模型试验是指通过模拟岩体在动力作用下的破坏过程，对岩体破坏的机理、特征和发展规律进行研究的一种实验方法。

这种试验方法具有很高的实用价值，因为它可以直接观察岩体在动力作用下的破坏过程，为岩体工程的设计、施工和监测提供科学依据。

岩体动力破坏模型试验还可以为其他相关领域的研究提供参考，如地质灾害防治、环境保护等。

1.2 岩体动力破坏模型试验的方法岩体动力破坏模型试验主要包括以下几个步骤：选择合适的岩样，对其进行预处理；通过施加不同的动力荷载，观察岩体的变形和破坏情况；根据试验结果，总结出岩体破坏的能量规律。

二、岩体动力破坏的能量规律研究2.1 岩体破坏的能量来源岩体破坏的能量来源于地应力。

地应力是指地表和地下岩石受到重力作用而产生的应力状态。

当地应力超过岩石的强度极限时，岩石就会发生破坏。

因此，研究岩体破坏的能量规律，首先要分析地应力的变化规律。

2.2 岩体破坏的能量传递途径岩体破坏的能量主要通过以下几种途径传递：一是结构面间的滑动；二是结构面的错动；三是岩石的断裂。

这些途径中，结构面间的滑动和错动是岩体破坏的主要原因。

因此，研究岩体破坏的能量规律，需要重点关注结构面间的滑动和错动。

2.3 岩体破坏的能量效应岩体破坏后，会出现多种能量效应，如体积收缩、位移、振动等。

这些能量效应不仅会影响岩体的稳定性，还可能引发其他相关问题，如地面沉降、地裂缝等。

因此，研究岩体破坏的能量规律，需要充分考虑这些能量效应的影响。

三、结论岩体动力破坏模型试验与能量规律研究是一项非常重要的工作。

岩体的变形与破坏

岩体的变形与破坏岩体的变形与破坏1 基本概念及研究意义变形：岩体的宏观连续性无明显变化者。

破坏：岩体的宏观连续性已发生明显变化。

岩体破坏的基本形式：（机制）剪切破坏和拉断（张性）破坏。

一、岩体破坏形式与受力状态的关系岩体破坏形式与围岩大小有明显关系。

注意：岩全破坏机制的转化随围压条件的变化而变化。

破坏机制转化的界限围压称破坏机制转化围压。

一般认为，1/5~1/4[σ]不可拉断转化为剪切。

1/3~2/3[σ]可由剪切转化为塑性破坏。

有人认为（纳达），可用2σ偏向1σ的程度来划分应力状态类型。

应力状态类型参数313122σσσσσα---= （＝1，即σ2＝σ1；＝－1，即σ2＝σ3）二、岩体破坏形式与岩体结构的关系低围压条件下岩石三轴试验表明。

坚硬的完整岩体主要表现为张性破坏。

含软弱结构面的块状岩体，当结构面与最大主应力夹角合适时，则表现为沿结构面的剪切。

碎裂岩体的破坏方式介于二者之间。

碎块状或散体状岩体主要为塑性破坏。

对第一种情况，某破坏判据已经介绍很多了。

第二种情况，可采用三向应力状态莫尔圆图解简单判断。

三、岩体的强度特征单轴应力状态时，结构与1σ方向决定了岩体的破坏形式。

复杂应力状态时，含一组结构面的岩体破坏形式与岩体性质、结构面产状，应力状态关系很大。

2 岩体在加荷过程中的变形与破坏2.1 拉断破坏机制与过程一、拉应力条件下的拉断破坏当0331≤+σσ时，拉应力对岩石破坏起主导作用。

t S -=][3σ二、压应力条件下的拉断破坏压应力条件下裂缝尖端拉应力集中最强的部位位于与主压应力是?=40~30β地方向上，并逐渐向与1σ平行地方向扩展。

当0331>+σσ时，破坏准则为： t S 8)/()(31231=+-σσσσ3σ=0时为单轴压拉断。

2.2 剪切变形破坏机制与过程一、潜在剪切面剪断机制与过程A ．滑移段B ．锁固段进入稳定破裂阶段后，岩体内部应力状态变化复杂。

产生一系列破裂。

（1）拉张分支裂隙的形成，原理同前。

岩石爆炸破坏机理与爆破参数优化研究

岩石爆炸破坏机理与爆破参数优化研究岩石爆炸破坏机理与爆破参数优化研究岩石爆炸破坏是一种常见的采矿工程中的爆破技术，通过在岩石体内引入能量，使岩石体发生破坏，以便于采矿。

在这个过程中，爆破参数的优化是至关重要的，可以有效地提高采矿效率和保证安全性。

一、岩石爆炸破坏机理岩石爆炸破坏机理是指在爆炸作用下，岩石体发生破坏的物理和化学机制。

爆炸的作用是将能量引入岩石体内，使岩石体发生应力和应变，当应力超过岩石体的抗拉强度时，岩石体就会发生裂纹，最终导致岩石体的破坏。

在岩石爆炸破坏中，主要有以下几种机理：1. 动态应力机理当爆炸波通过岩石体时，会产生高强度的动态应力，这种应力会使岩石体内部发生应变和变形，从而导致裂纹的产生和扩展。

动态应力机理是岩石爆炸破坏中最主要的机理之一。

2. 爆轰波机理爆轰波是指由于爆炸产生的高温高压气体所形成的压力波，这种压力波会使岩石体内部产生巨大的压力，从而导致岩石体的裂纹和破坏。

3. 爆震波机理爆震波是指由于爆炸产生的冲击波，这种冲击波会使岩石体内部发生变形和裂纹，最终导致岩石体的破坏。

以上三种机理是岩石爆炸破坏中最主要的机理，不同的机理对应着不同的爆破参数优化策略。

二、爆破参数优化在进行岩石爆炸破坏时，需要对爆破参数进行优化，以便于实现最佳的采矿效果和保证安全性。

常见的爆破参数包括：药量、装药密度、起爆方式、孔距、孔径等。

1. 药量药量是指在进行爆破作业时使用的药剂量，药量越大，能量越大，对岩石体的影响也就越大。

但是药量过大也会导致能量浪费和环境污染等问题。

2. 装药密度装药密度是指在进行爆破作业时所使用的药剂在孔隙中所占据的比例。

装药密度过大会导致能量浪费和环境污染等问题，装药密度过小则会影响采矿效果。

3. 起爆方式起爆方式是指在进行爆破作业时所使用的起爆方式，常见的起爆方式有电气起爆和非电气起爆两种。

电气起爆方式可以实现精确控制和多点起爆，但是成本较高。

非电气起爆方式成本较低，但是精确度较低。

岩体变形破坏过程的能量机制

粗砂岩变形破坏过程中的能量演化机制

岩石变形破坏的能量研究综述

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体变形破坏过程的能量机制

试论岩体动力破坏的最小能量原理

不同结构层次上岩体变形破坏的能量关系

高温后岩石变形破坏过程的能量分析

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体变形破坏过程的能量机制

第三章 岩体的变形与破坏

矿山岩体变形与破裂机理研究

岩体变形破坏过程的能量机制

岩体动力破坏的最小能量原理_赵阳升

岩石变形破坏过程中的能量耗散分析

岩石变形破坏过程中的能量传递和耗散研究_赵忠虎

岩石变形破坏过程中的能量传递和耗散研究

岩体动力破坏模型试验与能量规律研究

岩体的变形与破坏

岩石爆炸破坏机理与爆破参数优化研究

第三章岩体的变形与破坏