采动环境下岩石电学与损伤特性研究

对岩石电学性质的研究可以更为深入的了解岩石裂隙变化规律，是研究岩石损伤的新途径。通过测量岩石电性损伤来描述裂隙变化，评估围岩的稳定性，可以成为一种更为主动的、前瞻的、有效的工程检测方法，而在这些方面，国内外相关的研究仍属空白，很多基础理论尚待进一步研究。.本项目研究拟通过大量实验室实验，研究地层开挖卸载后岩石损伤的电学特性。通过岩石力学试验建立以弹性模量和电性变化为基础的损伤变量，从微观角度分析岩石裂隙变化与岩石电性的联系，阐明岩石压缩破坏过程中的电性变化的原因，提出岩石损伤的电学模型和岩石屈服破坏预警的电性损伤阈值。

本项目研究通过大量实验室试验，研究地层开挖卸载后岩石损伤的电学特性。通过岩石力学试验建立以弹性模量和电性变化为基础的损伤变量，从微观角度分析岩石裂隙变化与岩石电性的联系，阐明岩石破坏过程中的电性变化的原因，提出了岩石损伤的电学模型和声学模型。得到了以下主要结论：.（1）利用刚性试验机完成了岩石单轴循环加卸载全应力应变试验，同时配合测量了岩石在全应力应变过程中电阻率的变化规律，得出了岩石在不同损伤状态下力学性能和电性之间的关系。.（2）通过建立岩石损伤过程中电阻率的变化与弹性模量的变化关系，得到了岩石不同损伤状态下电阻率和损伤变量之间关系方程。通过连续实验得到岩石损伤变量和电阻率变化规律，可以评价在线监测岩体渐进破坏的程度，提前危险预警的时机，在灾害发展的最初阶段采取控制措施。.（3）基于声发射特性的单轴压缩岩石损伤模型，得出了岩石的损伤演化曲线。通过声发射事件数参数拟合出的理论应力应变曲线合理地反映了岩石实际的应力应变特性，进而验证了损伤本构模型的正确性，得出声发射特征能较好地描述其变形和损伤演化特性。