重慶地區(qū)典型巖石損傷斷裂特性實驗研究.pdf

1、巖石的損傷斷裂破壞是一個全球性的巖質(zhì)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)的科學(xué)難題，巖石的損傷斷裂特性一定程度上決定了巖體的變形，強(qiáng)度和穩(wěn)定性，往往誘發(fā)崩塌、滑坡、隧道塌方等地質(zhì)災(zāi)害，本文針對重慶地區(qū)典型巖石（包括砂巖、泥巖和石灰?guī)r），采用室內(nèi)實驗和理論分析相結(jié)合的方法，基于巖石力學(xué)、彈塑性力學(xué)、損傷力學(xué)和斷裂力學(xué)等理論，系統(tǒng)研究該區(qū)域典型巖石的損傷斷裂特性，取得的主要研究成果如下:
　　(1)通過靜態(tài)單軸壓縮實驗，獲取了重慶地區(qū)三種典型巖石的力

2、學(xué)強(qiáng)度參數(shù)，分析了巖石在單軸壓縮過程中的變形特征，探討了巖石的破壞形式和斷面形態(tài)。
　　(2)基于巖石疲勞損傷特性實驗，利用巖石單軸循環(huán)加卸載應(yīng)力應(yīng)變曲線，分析了不同頻率周期荷載作用下三種巖石的變形特性，根據(jù)巖石破壞裂紋形態(tài)和分布特征，探討了不同頻率周期荷載作用下巖石的疲勞破壞形式及其破壞機(jī)理，并構(gòu)建了不同頻率周期荷載下巖石疲勞變形本構(gòu)模型。
　　(3)基于能量理論，揭示了不同巖性巖石在周期荷載作用下能量耗散趨勢，結(jié)合疲勞破

3、壞實驗和靜態(tài)單軸壓縮實驗，明晰了疲勞變形曲線完全受控于靜態(tài)全應(yīng)力應(yīng)變曲線，疲勞破壞控制應(yīng)變即為周期荷載上限應(yīng)力所對應(yīng)的靜態(tài)全應(yīng)力應(yīng)變曲線峰值后應(yīng)變軟化階段的應(yīng)變。
　　(4)基于巖石累積塑性應(yīng)變率和損傷耗能率，構(gòu)建了巖石的疲勞損傷模型;采用分段雙曲線模型，建立了巖石的損傷變量表達(dá)式;推導(dǎo)了巖石疲勞損傷演化方程，揭示了不同頻率周期荷載作用下巖石的損傷演化規(guī)律。
　　(5)通過巖石斷裂特性實驗，獲取了重慶地區(qū)三種典型巖石的斷裂韌