含水砂巖圍壓條件下的力學性能試驗研究.pdf

1、地下工程巖體處于復雜的地質力學環(huán)境中，其力學性質受地下水、地應力及外界載荷等因素影響較大。針對以往試驗因素單一的不足，本文進行了考慮含水率、應變速率和圍壓等因素共同作用下砂巖力學性能的試驗研究。本文以常見的紅砂巖為研究對象，首先參照含水率巖樣制備的基本方法，進行真空抽氣快速制備含水率巖石試樣方法的試驗研究，并進行了試驗驗證。然后通過真空抽氣法快速制備含水砂巖巖樣，在RMT301巖石與混凝土力學試驗系統(tǒng)上進行了含水砂巖中低應變率下的單軸和

2、三軸壓縮試驗，確定三因素對巖石力學參數(shù)的影響規(guī)律，并分析三因素之間的相互影響關系。最后進行含水率和應變率下,基于不同分布的砂巖分段損傷本構模型比較研究。以求對地下工程支護結構設計和圍巖的長期穩(wěn)定提供理論支持。
　　通過試驗研究得出，不同巖石采用真空抽氣法和自然浸水法得到的含水率與試驗時間都呈對數(shù)關系。三因素對砂巖力學性質的影響表現(xiàn)為，含水弱化效應、應變率強化效應和圍壓硬化效應。單軸壓縮時砂巖的強度、峰值應變、彈性模量及變形模量與含

3、水率、應變率有較好的擬合關系，三軸壓縮時圍壓與砂巖力學參數(shù)亦有較好擬合關系，但在圍壓條件下，含水率及應變率與砂巖力學參數(shù)的關系變得復雜。三因素之間存在一定的相互影響關系，整體來說，圍壓的增大，減小了含水弱化效應和應變率強化效應；含水率的增大，加強了圍壓硬化效應，單軸壓縮時減小了應變率強化效應；應變速率的增大，削弱了圍壓硬化效應，單軸壓縮時增大了含水弱化效應。砂巖的破壞形式受圍壓影響較大，和含水率沒有明顯關系，但隨著應變速率的增加，更容易