关于在断层区域中具有不同岩石块比例的S-RM机械性能的实验研究

科学领域:

• 地质技术工程 地质技术工程
• 岩石机械学 岩石机械学
• 工程地质工程地质学

背景情况:

• 断层区域的土岩混合物 (S-RM) 具有可变的机械性能,导致岩石不稳定性和矿山中支故障.
• 了解S-RM行为对于安全的采矿业务和地震活跃地区的基础设施开发至关重要.

研究的目的:

• 在三轴压缩下研究不同岩块比例 (RBP) 的S-RMs的强度和变形失效规律.
• 分析RBP对S-RMs峰值强度,凝聚力,内部摩擦角度和故障机制的影响.
• 揭示S-RMs中的粒子的空间传输和微观失效特征.

主要方法:

• 在S-RM样本上进行了三轴压缩测试,RBPs为20%,40%,60%和80%,使用自行设计的小规模测试设备.
• 结合实验结果与数值模拟来分析粒子行为和故障模式.
• 峰值强度,凝聚力和内部摩擦角度的量化变化,随着RBP和限制压力的变化.

主要成果:

• S-RM 的峰值强度与 RBPs 的限制压力呈现线性正相关性,高达 60%,在 80% 时变得非线性.
• 峰值强度与RBP线性增加,从20%增加到60%,在80%RBP时突然增加,表明块岩的行为.
• 凝聚力从83.12 kPa增加到119.38 kPa,摩擦角度从6°增加到11°,因为RBP从20%增加到80%.

结论:

• 岩石块比例显著影响S-RM强度和变形,较高的RBP导致强度增加和故障机制改变.
• 低RBP样本显示联合剪切故障,而高RBP样本显示粒子界面的分裂故障.
• 这些发现为断层区域的岩石质量断裂提供了关键的见解,支持矿山和地下结构的安全工程实践.