不同温度条件下饱水风化花岗岩强度及变形特性分析

发布时间：2024-02-25 23:10

　　为研究温度和围压对风化花岗岩抗压强度、剪切强度参数及变形特性的影响规律,以新疆天山某一矿区的风化花岗岩为研究对象,对不同温度(15、-5、-15℃)、不同围压(0、4、7、10MPa)条件下的饱水风化花岗岩进行单轴和三轴压缩试验。结果表明:相同温度条件下,围压在0～10MPa变化时,风化花岗岩三轴抗压强度随围压线性增大。在相同围压下,抗压强度随温度的降低而明显提高,风化花岗岩的黏聚力c随温度降低而增大,内摩擦角φ随温度的降低呈增长趋势。弹性模量随围压的增大不断提高,但随着温度的降低,增长幅度逐渐减小。泊松比也随温度降低和围压的增加呈增大趋势。温度和围压对风化花岗岩试样的破坏形态影响机制不同。温度降低使矿物颗粒及内部的微裂纹和间隙收缩,进而胶结强度增大;荷载和围压的增大会使岩石内部形成微裂隙并逐渐贯通,同时孔隙冰破碎裂隙充分接触,进一步增加摩擦力提高岩石强度。

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【部分图文】：

图1不同温度下饱和风化花岗岩偏应力-应变曲线

图1为不同温度下饱和风化花岗岩偏应力-应变曲线，图中σ1-σ3为偏应力，σ1为最大主应力，σ3为围压，ε1为轴向应变，ε3为径向应变。由图1可以看出，试样压密阶段不明显，应力应变曲线由线弹性发展到屈服破坏阶段后岩样强度急剧下降，但是风化花岗岩整体表现为弹脆性破坏，塑性屈服阶段不明....

图2不同围压下饱和风化花岗岩偏应力-应变曲线

根据不同温度下各围压所对应的最大主应力值，绘制不同温度下饱和风化花岗岩三轴压缩应力摩尔圆如图3所示。在相同温度下，摩尔圆半径随着围压的增大而增大，随着温度降低，强度包络线的斜率及其与纵轴截距均增大，由摩尔圆得到的风化花岗岩强度参数如表2所示。图3不同温度下饱和风化花岗岩三轴压缩....

图3不同温度下饱和风化花岗岩三轴压缩摩尔应力圆

图2不同围压下饱和风化花岗岩偏应力-应变曲线由风化花岗岩偏应力-应变曲线图可知，在不考虑初始压密阶段的非线性变形时，偏应力与轴向应变成线性关系，并且花岗岩试样在接近破坏时仍具有良好的线性变形特征，根据规范[30]中计算切线弹性模量和泊松比的方法，则不同温度和围压下饱和风化花岗岩....

图4围压对饱和风化花岗岩抗压强度的影响曲线

为了单独研究温度和围压对风化花岗岩强度特性的影响，采取控制变量法。由图1、表2可以看出，当温度一定时，风化花岗岩的三轴抗压强度均随围压增大而增大，在控制温度为15℃时，围压从0～10MPa最大主应力最大增长了129.9%；温度为-5℃时，从0～10MPa最大主应力最大增长了114....

本文编号：3910981