三轴压缩荷载条件下岩石荷载速率效应试验研究

发布时间：2021-03-07 12:30

　　岩石的力学性质对评估和维护岩体工程的稳定性至关重要,而岩石的力学性质会在外界因素的影响下而发生变化,从而影响岩体工程的稳定性。在各种外界因素中,荷载速率对岩石力学性质的影响尤为重要。本文以田下凝灰岩,荻野凝灰岩和井口砂岩为研究对象,对三种岩石开展了不同围压条件下的恒定荷载速率试验和交替荷载速率试验,研究了三种岩石峰值处和破坏后区的荷载速率效应以及围压效应,研究结果可为评估和维护地下工程的稳定性提供一定的理论依据,主要研究结论如下:（1）三种岩石的峰值强度,峰值点应变和弹性模量均随荷载速率的提高逐渐增大,表现出较为明显的荷载速率效应;此外三种岩石的峰值强度和峰值点应变会随围压的升高逐渐增大,表现出明显的围压效应。（2）在单轴压缩条件下,随着荷载速率的提高,田下凝灰岩的破坏模式由单斜面剪切破坏向X状共轭斜面剪切破坏转化,而在三轴压缩条件下,田下凝灰岩的破坏模式均为塑性破坏;井口砂岩在单轴压缩条件下的破坏模式随荷载速率变化的情况类似田下凝灰岩,而在三轴压缩条件下,井口砂岩的破坏模式均为单斜面剪切破坏;荻野凝灰岩由于离散性较大,破坏模式和破裂形态和荷载速率间的关系不明显,但随着围压升高,其破坏... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

试验技术路线

2 试验方法荷载速率试验原理的研究当中，对于荷载速率效应的试验研究，通常需要在定荷载速率试验，因此试验常常需要较多的岩石试样，需时，由于岩石试样的内部结构较为复杂，即使是同一种岩部的孔隙、裂隙发育也会不同。所以恒定荷载速率试验中性较大的问题。为了解决上述问题，S.Okubo 等[36]提出了在时，将荷载速率提高，达到原来荷载速率的 10 倍，然后根岩石峰值处的荷载速率效应。之后，通过福井胜则等[11-4，提出了交替变换荷载速率试验。该试验，在开始到结束一个试验按一定应变间隔交替施加 2 种荷载速率，从而可高低荷载速率的应力-应变曲线(如图 2.1 所示)。

2 试验方法好的一批岩石试件进行测量、挑选和分组。对于表面有明显缺口或是裂纹损伤的岩石试件首先予以剔除，然后进行试件尺寸的测量和平整度的测量，然后挑出平整度达不到要求的岩石试件再进行研磨加工，最后采用声波仪进行波速的测量，根据波速的大小将波速接近的岩石试件划归为一组，以减小后期同一试验条件下的不同岩石试件之间的试验结果的离散性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同围压及应变速率下页岩变形及破损特性试验研究[J]. 刘俊新,张可,刘伟,施锡林.  岩土力学. 2017(S1)
[2]不同含水率红砂岩静动态劈拉试验及细观分析[J]. 闻名,陈震,许金余,王鹏,刘少赫.  地下空间与工程学报. 2017(01)
[3]基于应力归还控制的岩石荷载速率依存性研究[J]. 张海龙,许江,大久保诚介,彭守建,汤杨,赵开,陈灿灿,马书敏.  岩石力学与工程学报. 2017(01)
[4]含水砂岩在不同应变率下的三轴抗压强度分析[J]. 张军,高富强,杨金金.  河南城建学院学报. 2016(02)
[5]考虑层理方向煤岩的静动巴西劈裂试验研究[J]. 刘晓辉,戴峰,刘建锋,张茹.  岩石力学与工程学报. 2015(10)
[6]高温后粗砂岩常规三轴压缩变形与强度特征分析[J]. 苏承东,韦四江,杨玉顺,秦本东.  岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[7]中低应变率范围内单轴压缩下花岗岩断口细–微观特征研究[J]. 梁昌玉,吴树仁,李晓.  岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[8]不同应变速率下泥页岩力学特性试验研究[J]. 刘俊新,刘伟,杨春和,霍亮.  岩土力学. 2014(11)
[9]硬脆性大理岩单轴抗拉强度特性的加载速率效应研究——试验特征与机制[J]. 周辉,杨艳霜,肖海斌,张传庆,付亚平.  岩石力学与工程学报. 2013(09)
[10]煤岩单轴与三轴压缩试验研究[J]. 刘刚,李明.  煤矿安全. 2013(07)

硕士论文
[1]页岩的各向异性对力学性能的影响以及应变率效应研究[D]. 张可.西南科技大学 2017



本文编号：3069096