水對(duì)軟巖力學(xué)特性影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、水是影響巖土工程短期或長期穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，由水引起的地質(zhì)災(zāi)害逐漸受到人們的關(guān)注。巖體處于短期或者長期水環(huán)境下，這種水巖之間的作用影響巖體的強(qiáng)度和變形，造成巖性劣化，從而對(duì)巖土工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在前人的研究基礎(chǔ)上，論文結(jié)合相關(guān)的實(shí)際工程背景，通過室內(nèi)試驗(yàn)方法，較為系統(tǒng)地研究了水對(duì)砂巖力學(xué)性質(zhì)的影響機(jī)制。主要研究工作及得到的相關(guān)認(rèn)識(shí)如下:
　　(1)開展了干燥和飽水狀態(tài)紅砂巖的常規(guī)三軸試驗(yàn)。研究得出:水對(duì)皖南山區(qū)紅砂巖的強(qiáng)度和變

2、形特性具有顯著影響;飽水試樣的強(qiáng)度、彈性模量和變形模量較干燥狀態(tài)紅砂巖相應(yīng)指標(biāo)均表現(xiàn)出降低特征;彈性模量和變形模量隨著圍壓的增大而增大，但飽水和干燥兩種情況下的變化趨勢(shì)顯著不同;Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則較Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則更能準(zhǔn)確描述紅砂巖的強(qiáng)度特性;干燥狀態(tài)和飽水狀態(tài)紅砂巖破壞形式不同，干燥試樣在低圍壓下破壞以拉剪復(fù)合破裂為主，而隨著圍壓的增大，破裂形式則為剪切破裂;而飽水試樣破裂均為剪切破裂。
　　(2)

3、通過飽水砂巖破裂過程的細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn)的結(jié)果分析表明，飽水和干燥狀態(tài)砂巖均在達(dá)到峰值應(yīng)力時(shí)才觀察到裂紋萌生，且從圓孔處萌生裂紋，最終擴(kuò)展到整個(gè)試件，并形成貫通的破碎帶。無論初始裂紋是拉裂紋還是剪切裂紋，最終的破壞形式均為剪切破壞;水-巖相互作用對(duì)巖石的損傷，使得巖石的裂紋演化過程更加復(fù)雜，且破裂形式更加多樣化。此外，與干燥砂巖相比，飽水砂巖裂紋開裂時(shí)所需的荷載小，并減弱了巖石的脆性;其峰值強(qiáng)度也明顯下降。
　　(3)通過了干燥和飽水兩

4、種狀態(tài)下砂巖的常規(guī)加載和卸荷試驗(yàn)，得出不同狀態(tài)下砂巖在加卸荷試驗(yàn)中的變形特性、強(qiáng)度特性及破裂模式。結(jié)果表明，無論是干燥還是飽水砂巖，卸荷狀態(tài)下砂巖的粘聚力c值與加載狀態(tài)下的比較有所提高，而內(nèi)摩擦角ψ值卻下降;飽水狀態(tài)下，巖石的常規(guī)三軸加載及卸圍壓強(qiáng)度均小于干燥巖石的強(qiáng)度;砂巖在卸荷狀態(tài)下破壞的比加載狀態(tài)下的更加突然和嚴(yán)重，表現(xiàn)出明顯的脆性特性。
　　(4)為研究水對(duì)砂巖的長期作用，開展砂巖在“飽水-干燥”循環(huán)作用后處于干燥、飽和以