復(fù)雜載荷條件下巖石變形破壞特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、巖石作為一種非均質(zhì)脆性材料，在諸多工程領(lǐng)域均涉及到循環(huán)載荷和剪切荷載條件下巖石變形破壞問題。本文利用日本島津公司生產(chǎn)的AG-I 250kN型精密電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)、美國物理聲學(xué)公司生產(chǎn)的PCI－2型聲發(fā)射測試系統(tǒng)以及自主研發(fā)的巖石剪切實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法，探討了不同上限應(yīng)力水平、不同試件長度等不同實(shí)驗(yàn)條件下循環(huán)單軸壓縮載荷條件下巖石的變形破壞特性及其聲發(fā)射特征，并利用巖石的聲發(fā)射特征作為巖石損傷的宏觀表現(xiàn)，分析了

2、巖石在循環(huán)載荷條件下的損傷演化規(guī)律，同時(shí)也對(duì)巖石在剪切載荷條件下微裂紋的時(shí)空演化發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了微觀觀測實(shí)驗(yàn)，其取得的主要研究成果如下：
　　 （1）在利用材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行巖石的單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，材料試驗(yàn)機(jī)本身也會(huì)產(chǎn)生變形。材料試驗(yàn)機(jī)和巖石試件可以看成是串聯(lián)系統(tǒng)，由于材料試驗(yàn)機(jī)的剛度相對(duì)于巖石試件的剛度不夠大很多，故在分析巖石試件的變形時(shí)不能忽略材料試驗(yàn)機(jī)本身的位移。本文用實(shí)驗(yàn)的方法測定了材料試驗(yàn)機(jī)在加載過程中的載荷－位移關(guān)系，并給出

3、了兩者之間的經(jīng)驗(yàn)公式，以備對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)深層次分析使用。
　　 （2）在循環(huán)載荷條件下，上限應(yīng)力對(duì)巖石試件的變形破壞起主導(dǎo)作用，決定著巖石損傷的發(fā)展趨勢，這點(diǎn)在宏觀上可以通過巖石試件破壞過程中的聲發(fā)射特征來表現(xiàn)。上限應(yīng)力較大時(shí)，在循環(huán)的每個(gè)過程中都會(huì)有聲發(fā)射信號(hào)；而上限較低，特別是在接近門檻值時(shí)，循環(huán)過程中較少出現(xiàn)聲發(fā)射信號(hào)，只有在接近破壞時(shí)才有明顯的聲發(fā)射信號(hào)。
　　 （3）巖石試件尺寸的不同對(duì)其變形破壞過程中的聲發(fā)射特征