單軸壓縮荷載條件下巖石時間效應(yīng)試驗研究.pdf

1、在實際巖體工程中，巖石中的應(yīng)力和應(yīng)變速率時刻發(fā)生著變化，不同荷載速率條件下，巖石所表現(xiàn)出來的力學(xué)特性有較大的區(qū)別。此外，巖體中的應(yīng)力和應(yīng)變都在發(fā)生著變化，而非單純的蠕變和應(yīng)力松弛。本文以田下凝灰?guī)r和井口砂巖為研究對象，開展了兩種巖石的荷載速率依存性和廣義應(yīng)力松弛試驗，研究了兩種巖石在不同加載速率條件下的力學(xué)特性以及處于不同應(yīng)力水平值下的廣義應(yīng)力松弛特性，為評估地下空間結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性和預(yù)測巖體應(yīng)力-應(yīng)變的變化情況提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)

2、論如下：
　　1)田下凝灰?guī)r(I類巖石)和井口砂巖(II類巖石)兩種巖石在峰值強度、峰值應(yīng)變、破壞壽命、彈性模量、破壞形態(tài)等方面表現(xiàn)出明顯的荷載速率依存性，隨著加載速率增大，井口砂巖的峰值強度、峰值應(yīng)變以及彈性模量的增量均比田下凝灰?guī)r更大，且破壞程度更嚴重。
　　2)分別采用恒定荷載速率和交替荷載速率加載的試驗方法研究了田下凝灰?guī)r和井口砂巖的峰值強度及其荷載速率依存性系數(shù)n值，所得結(jié)果均相近，由此可知采用交替荷載速率試驗的方

3、法也能用來研究巖石的荷載速率依存性。
　　3)在峰前階段，巖石試件廣義應(yīng)力松弛啟動點所處的應(yīng)力值水平越高，不同α值方向廣義應(yīng)力松弛試驗后的最終應(yīng)力和應(yīng)變的變化量越大，初始應(yīng)變速率和應(yīng)力速率也越大；巖石處于峰值應(yīng)力狀態(tài)下啟動廣義應(yīng)力松弛試驗，應(yīng)力和應(yīng)變的變化程度最大，在α=-0.3、-1值方向下的試件在廣義應(yīng)力松弛過程中發(fā)生了破壞，將其廣義應(yīng)力松弛過程劃分為應(yīng)力-應(yīng)變快速變化，應(yīng)力-應(yīng)變低速變化和應(yīng)力-應(yīng)變加速破壞三個階段。

4、　　4)在峰前階段，同一應(yīng)力水平條件下啟動廣義應(yīng)力松弛試驗，經(jīng)過相同的時間，田下凝灰?guī)r的應(yīng)力和應(yīng)變的變化量相對井口砂巖更大；當(dāng)啟動點應(yīng)力值由50%峰值應(yīng)力提高到80%峰值應(yīng)力，井口砂巖應(yīng)力和應(yīng)變的最終變化量的提高相對于田下凝灰?guī)r來說較小，因此，田下凝灰?guī)r的時間依存性低于井口砂巖的時間依存性。
　　5)不同啟動點應(yīng)力值條件下的巖石在不同α值方向的廣義應(yīng)力松弛的等時線演化趨勢和單軸壓縮條件下巖石的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化趨勢相近，且不同時