硬質裂隙巖體三軸加載及卸荷蠕變特性研究.pdf

1、近年來隨著一些如高邊坡、大型地下洞室等重大巖體工程項目的實施，越來越多的工程實踐表明，硬質巖體的變形破壞常常會經歷一個較為明顯的時效過程?；诖?，結合導師國家自然科學基金面上項目“高殘余應力下卸荷破裂硬巖的流變特性及時效擴展機理研究”（41172243），本文以錦屏I級水電站大理巖和重慶機場砂巖為原樣制備裂隙巖體，采用室內試驗、理論分析和數值計算等相結合的方法，對常規(guī)單、三軸壓縮條件下裂隙巖體的變形及破壞特征、不同加載與卸荷路徑條件下裂

2、隙巖體的蠕變特性、裂隙巖體加載及卸荷蠕變本構模型及參數相關性、裂隙巖體蠕變損傷模型和裂隙巖體時效擴展模擬計算方法等進行了研究。主要研究內容如下：
　?、賹χ苽涞耐暾麕r石及不同類型的裂隙巖體進行了單、三軸壓縮試驗，研究了完整巖石與裂隙巖體的強度與變形特征，以及各類巖石與裂隙巖體的破壞特征，并采用數值軟件 AUTODYN對三軸壓縮條件下雙裂隙砂巖的擴展模式進行了模擬；
　?、诶肦LW-2000巖石流變試驗機對完整大理巖、單裂隙

3、巖體模型試件以及雙裂隙砂巖等進行了三軸加載及卸荷蠕變試驗研究，重點分析了分級卸荷量對大理巖三軸蠕變特性的影響，不同類型的裂隙巖體在三軸加載及卸荷蠕變條件下的變形與破壞特征，并與常規(guī)三軸壓縮條件下裂隙巖體的特征應力和破壞模式進行了對比；
　?、刍谌S加卸荷蠕變試驗曲線特征采用傳統(tǒng)的元件模型對未出現加速蠕變階段的完整巖石、裂隙巖體的三軸蠕變特性進行了描述，采用最小二乘法對模型參數進行了辨識，并對不同條件下的參數變化規(guī)律展開了系統(tǒng)地討

4、論；
　?、芨鶕延械南嚓P研究成果，假定沒有出現加速蠕變階段的裂隙巖體其裂隙未擴展，從而將預制的裂隙看成一種初始損傷并計算其損傷變量，并利用應變等效和能量等價原理建立了裂隙巖體損傷流變本構模型，從而建立了完整巖石與裂隙巖體間的關系，并與室內試驗結果進行了對比與分析；
　?、莞鶕囼灱袄碚摲治鼋Y果，并結合國內外已有的相關研究成果，基于裂隙巖體的變形及破裂在裂隙尖端應力強度因子 K與亞臨界斷裂韌度 K0和斷裂韌度KC間的大小不同