錦屏大理巖卸荷流變力學(xué)特性研究.pdf

1、結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目，以錦屏二級水電站輔助洞大理巖為主要研究對象，在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，主要開展了以下幾方面研究工作：①大理巖三軸卸圍壓變形特性；②考慮卸荷影響的大理巖三維彈黏塑性本構(gòu)模型；③大理巖節(jié)理剪切流變變形特性；④考慮法向應(yīng)力影響的剪切流變本構(gòu)模型。
　　 主要研究成果如下：
　　 (1)開展了大理巖瞬時三軸卸圍壓變形試驗(yàn)，分析了卸荷應(yīng)力路徑下大理巖試件的變形規(guī)律。在詳細(xì)分析巖石卸荷擴(kuò)容特性的基礎(chǔ)上，提出了新的

2、屈服準(zhǔn)則，并從理論上推導(dǎo)了可考慮卸圍壓擴(kuò)容特性的巖石本構(gòu)模型。
　　 (2)開展了錦屏大理巖三軸卸圍壓流變試驗(yàn)，分析了巖樣軸向和側(cè)向變形的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：在恒軸壓分級卸圍壓的應(yīng)力路徑下，側(cè)向的蠕變發(fā)展要較軸向快。破壞前，側(cè)向穩(wěn)定蠕變速率的增幅是軸向增幅的2倍。因此，通常僅采用軸向蠕變變形規(guī)律確定的三維流變本構(gòu)就不能很好地反映側(cè)向的蠕變變形規(guī)律。
　　 (3)建立了能夠考慮卸荷應(yīng)力路徑影響的三維彈黏塑性本構(gòu)模型。該模型

3、從體積應(yīng)力和偏應(yīng)力的角度出發(fā)，全面反映了大理巖在恒軸壓卸圍壓應(yīng)力路徑下的蠕變變形規(guī)律，克服了理論流變模型在三維狀態(tài)不能考慮應(yīng)力路徑的影響且不能很好反映側(cè)向流變變形規(guī)律的缺點(diǎn)。
　　 (4)開展了錦屏大理巖節(jié)理常規(guī)剪切流變試驗(yàn)和剪切應(yīng)力恒定分級卸法向荷載的剪切流變試驗(yàn)。并對兩類試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)了節(jié)理蠕變變形規(guī)律。重點(diǎn)分析了法向應(yīng)力對節(jié)理剪切蠕變變形的影響，研究表明，巖石節(jié)理在法向卸荷過程中存在一個過渡應(yīng)力，當(dāng)法向應(yīng)力卸荷至過

4、渡應(yīng)力時，節(jié)理開始剪切滑移。
　　 (5)根據(jù)巖石節(jié)理剪切應(yīng)力恒定分級卸法向荷載的剪切流變試驗(yàn)結(jié)果分析，在傳統(tǒng)老化理論的基礎(chǔ)上，提出了考慮法向應(yīng)力影響的節(jié)理剪切流變本構(gòu)模型。該模型從加載瞬時階段即可考慮法向應(yīng)力的影響，并較好地描述節(jié)理蠕變的衰減蠕變和定常蠕變階段。同時，能夠反映不同應(yīng)力組合(不同的法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力)下的節(jié)理剪切蠕變特性。
　　 (6)采用三維Burgers模型和考慮卸荷路徑的三維彈黏塑性本構(gòu)模型的解析解