采矿试验岩石力学(Experimental Rock Mechanics in Mining)

(1) 单轴(Uniaxial compression tests)和三轴压缩试验(Triaxial compression tests)：这些试验测量岩石试件在不同约束压力和加载速率下的强度和变形。

(2) 巴西拉伸试验：该试验通过在一个圆盘上施加直径负荷来测量岩石试件的抗拉强度。

(4) 间接拉伸试验：该试验通过在圆柱形试样的相对面施加压缩载荷来测量岩石试样的抗拉强度。

(5) 波速试验(wave velocity test)：该试验通过使用超声波传感器测量岩石试件的弹性波速度（P波和S波）。

(6) 声发射试验：该试验测量岩石试件在加载或卸载条件下由微裂缝或裂缝产生的声学信号。

(7) 渗透性试验：该试验测量岩石样品在不同压力梯度下传输流体（水或气体）的能力。

(8) 断裂韧性试验(Rock fracture tests)：该试验测量岩石试件在模式I（开裂）、模式II（滑动）或模式III（撕裂）载荷条件下对裂缝扩展的阻力。

采矿实验岩石力学还涉及到现场测量，如：

(1) 原位应力测量：这种测量通过使用水力压裂法、过孔法或钻孔破损分析等方法，确定特定位置岩体中主应力的大小和方向。

(2) 岩体分类：通过使用岩体分类RMR、Q系统、地质强度指数GSI或Hoek-Brown准则等系统，评估岩体的质量和稳定性。

(3) 岩体监测：这种测量通过使用延伸仪、倾斜仪、压强仪、应变仪或地震仪等仪器来监测采矿活动引起的岩体变化。

采矿实验岩石力学为提高采矿作业的安全性和效率提供了宝贵的信息。通过了解岩石和岩体在不同条件下的属性和行为，采矿工程师可以设计适当的支护系统，优化爆破参数，防止边坡坍塌，控制地下水流入，并减少环境影响。

(1) Strain Localization in Jointed Rockmass Analog Laboratory Specimens under Compression【IACMAG 2022 | 计算机方法和地质力学进展】

试验岩石力学可以从宏观上探究岩体的力学行为。在压缩条件下,节理岩体的应变局部化研究成为热点课题之一。相关会议如IACMAG也聚焦于此研究方向与计算方法的发展。除此之外,水体对岩石动态力学行为的影响也是试验研究的重点内容。其研究结果可以为模型如FLAC3D等提供参考依据。

除应变与动力学研究外,非破坏性应力测量方法的评价也是应用领域内的问题之一。新的 dataset 如 SSGeotech 的出现也为此提供了研究基础。此外,裂隙对地震波传播路径的影响是需要着重研究的内容,它与矿山地震学研究也有一定重合。该研究方向的发展可以为矿山的地震防治提供理论支持。

在工程应用层面,深部硬岩矿山中大型矿柱的室内外试验研究也比较活跃。这类研究可以提高对矿柱强度与稳定性的认知,并为合理开采设计提供依据。文献综述也可以较全面了解该研究方向的发展状况与存在的问题。  

综上,试验岩石力学可以在宏观上探究岩体力学行为,其研究涉及应变与动力学特征、非破坏性应力测量、裂隙对地震波的影响以及大型矿柱稳定性评价等方面。这些研究可以为相关理论模型的建立与工程实践提供参考支持。随着新技术与方法的引入,这一研究领域的分析能力还将进一步提升。但也存在试验条件难以完全模拟实际情况的局限性,这需要结合理论分析与数值模拟来综合判断。