單軸和雙軸壓縮下裂隙性巖石力學特性試驗研究.pdf

1、在工程建設過程中，尤其是隧道和邊坡的開挖時，破壞了原有平衡狀態(tài)，改變了微裂隙巖石的應力狀態(tài)，將會直接影響巖石的力學特性。本文通過對泥巴山隧址區(qū)微裂隙發(fā)育流紋巖的單軸和雙軸壓縮試驗，研究微裂隙流紋巖在單軸和雙軸應力狀態(tài)下的力學特性。
　　通過實驗表明，流紋巖單軸壓縮條件下表現(xiàn)出彈脆性特征，應力-應變曲線呈出上凹型，試件均呈張拉破壞，其宏觀破裂面與軸向的夾角較小;單軸壓縮條件下，流紋巖初始優(yōu)勢角接近時，裂隙數(shù)量密度和裂隙長度密度越小，

2、流紋巖試樣的強度越大，破裂時軸向應變越大;流紋巖初始優(yōu)勢角與軸向夾角的和其與橫向夾角接近時，單軸抗壓強度也接近。
　　對比各天然狀態(tài)下單軸和雙軸應力應變曲線，在兩種狀態(tài)下，均表現(xiàn)出明顯的脆性，部分雙軸高側壓試件呈現(xiàn)出一定的塑性;雙軸壓縮條件下，隨著側向約束的增加，試件破裂時破裂面數(shù)量減小，由呈“片幫式”破裂的多個破裂面逐漸向單個破裂面變化;在單軸壓縮試樣中，流紋巖應力應變曲線特征大體上相近，聲發(fā)射壓密階段、彈性階段和破壞階段也相近

3、，且破壞階段短，均表現(xiàn)出明顯的脆性;由于應力路徑不同，在雙軸加載時，裂隙夾角與σ1方向接近，加σ2會影響到試件壓密效果，從而導致聲發(fā)射過程中壓密階段不明顯;中間主應力σ2對試件的破壞過程及破壞形態(tài)有著顯著的影響，在其作用下，試件的雙軸抗壓強度呈現(xiàn)先增大再降低的過程。
　　預加載雙軸試件由于預加載壓密效果較好，未出現(xiàn)明顯聲發(fā)射事件，直接進彈性階段后，然后進入破壞階段，此階段時間短，說明巖石脆性相比天然巖石更加明顯;大部分試件彈性模量

4、E和變形模量E50較為接近，這也是是預加載后裂隙壓密所導致;預加載使流紋巖試件的雙軸抗壓強度有所提高。
　　將不同參數(shù)下D-P準則同實驗值進行比較，得出DP3破壞準則模型能夠應用于雙軸條件下流紋巖強度特性研究;利用損傷力學等效原理，引入微元強度服從Weibull統(tǒng)計分布，以巖石微元破壞概率作為其損傷變量D，得到了流紋巖試樣的彈性損傷本構模型;利用斷裂力學原理，在理論上分析了雙軸壓縮下流紋巖破壞模式形成原因，利用薄板理論解釋了流紋巖