地下水库真实水压环境下坝体试件力学响应与破坏特征

作     者：吕鑫 何祥 杨科 方珏静 张寨男 LYU Xin;HE Xiang;YANG Ke;FANG Juejing;ZHANG Zhainan

作者机构：安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)安徽合肥230031 阿德莱德大学土木、环境和采矿工程学院澳大利亚阿德莱德5005 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52130402) 安徽省重点研究与开发计划项目(202104a07020009) 国家留学基金委员会资助项目(202208340045) 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2024年第43卷第9期

页      码：2214-2224页

摘      要：地下水库坝体在水压环境下的稳定性是废弃矿井抽水蓄能电站长期安全运行的关键。针对地下水库真实水压环境,自主设计、研制伺服轴-水压联合试验装置,分析环境水影响方式,阐明轴-水压联合作用结构演化过程,判断坝体理论强度变化趋势,开展不同水压力环境坝体力学试验,确定水压对坝体试件力学性能影响规律,探讨细观断口形貌特征与宏观破坏形态。结果表明:真实水压环境对坝体试件产生水化学与水压力影响,涵盖7个方面的增强与弱化作用;试件水环境由外界围压水、贯通孔隙水、封闭孔隙水3个部分组成,在试件饱和及加载过程中水介质交互与裂纹扩展相互影响,水压力越大渗入量与影响越大;真实水压环境改变试件损伤量与有效孔隙,进而影响侧向有效应力与试件强度;随着真实水压环境的水压力增大,应力-应变曲线具有明显的屈服波动、强度先减小后增大、轴向应变则持续降低,试验机对试件的耗能逐渐减少,但耗散能占比增速加快;水压力增大后断口形貌处裂纹核数量减少,主裂纹依次为沿晶断裂-穿晶断裂-剪切破坏,细微裂纹数量增大,试件破坏形态经历张拉-张剪-剪切转变,且破坏愈加复杂,伴随崩脆声响。研究成果可提高地下水库监测评估准确性,并为废弃矿井抽水蓄能电站建设提供理论与试验依据。

主 题 词：采矿工程 废弃矿井 地下水库坝体试件 真实水压环境 破裂断口 水压破坏机制 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 

核心收录：

D　O　I：10.13722/j.cnki.jrme.2023.1100

馆 藏 号：203128767...