基于DIC与AE监测的含双裂隙砂岩裂纹扩展与能量释放机制：岩桥倾角的调控作用

本研究针对深部煤矿顶板砂岩裂纹网络演化与能量释放协同机制这一关键科学问题，结合声发射（AE）监测与数字图像相关（DIC）技术，通过开展含双裂隙砂岩的单轴压缩试验，系统揭示了岩桥倾角对裂纹扩展路径及损伤演化的调控规律。研究人员建立了基于应力强度因子理论的混合模式裂纹扩展判据，优化了传统裂纹分类标准。结果表明：岩桥倾角增大会缩短裂纹贯透长度、减少能量耗散通道，加剧AE能量积聚；低倾角下裂纹以拉应力驱动的I/II混合模式扩展为主，高倾角下则以剪切滑移引发的III混合模式为主导。该研究为通过主动优化岩桥角度实现顶板岩层定向能量释放提供了理论依据。

　　

通过结合声发射（Acoustic Emission, AE）监测与数字图像相关（Digital Image Correlation, DIC）技术，研究人员对含双预制裂隙的砂岩试样开展了单轴压缩试验，系统分析了岩桥倾角对裂纹扩展路径与损伤演化过程的调控作用。基于应力强度因子理论，建立了混合模式裂纹扩展的力学判据，优化了传统裂纹分类标准。

研究结果显示：随着岩桥倾角增大，裂纹贯透长度缩短，能量耗散通道减少，声发射（AE）能量积累显著增强。在低岩桥倾角条件下，裂纹主要由拉应力驱动萌生，扩展模式以I型（张开型）和II型（滑开型）混合为主；而在高倾角条件下，裂纹则通过剪切滑移引发，并以III型（撕开型）混合模式占主导。

该工作揭示了岩桥倾角对裂纹网络构型与能量释放路径的调控机制，为深部煤矿顶板岩层实现定向能量释放、防治岩爆灾害提供了重要理论支撑。