自然与饱水状态下岩溶灰岩力学性质及能量机制试验研究

发布时间：2018-06-17 23:27

  本文选题：岩石力学 + 岩溶灰岩　； 参考：《岩石力学与工程学报》2014年02期

【摘要】：为研究饱水对岩溶灰岩力学性质和能量机制的影响,利用RMT 150B岩石力学试验系统分别对自然和饱水状态试样进行单轴压缩和常规三轴压缩试验。试验结果表明:饱水对岩溶灰岩的强度和变形特征影响显著,2种状态下试样峰值强度与围压的回归关系可用以主应力表达的Coulomb强度准则表征;岩溶灰岩试样的似软化系数及其降低速率均随围压增加而减小。从能量角度对2种状态试样损伤破坏过程中的能量特征进行试验研究,结果表明:饱水状态试样吸收的总应变能U,峰前储存的可释放应变能eU及二者随轴向应变的增加速率均小于自然状态的对应值;随含水量增加eU/U逐渐下降,峰后eU释放率随围压增加而逐步下降,整体上饱水试样的eU释放率较大;峰值应力处试样各应变能随围压线性递增,2种状态下耗散能差值随围压的变化是试样破坏形式差异的内在原因;岩溶灰岩试样全过程能量实时演化过程具有阶段性,2种状态下压密和弹性变形阶段耗散能差别细微,但进入屈服阶段后,饱水状态试样耗散能增加更快。
[Abstract]:In order to study the effect of saturated water on the mechanical properties and energy mechanism of karst limestone, uniaxial compression tests and conventional triaxial compression tests were carried out on natural and saturated samples by RMT 150B rock mechanics test system. The experimental results show that the regression relationship between peak strength and confining pressure of karst limestone can be expressed by Coulomb criterion of principal stress expression under two conditions: the influence of saturated water on the strength and deformation characteristics of karst limestone. The similar softening coefficient and its decreasing rate of karst limestone samples decrease with the increase of confining pressure. In this paper, the energy characteristics of two kinds of state specimens during damage and failure are studied from the point of view of energy. The results show that the total strain energy U, the released strain energy eu stored before the peak and the increasing rate of both of them with axial strain are smaller than those of the natural state, and decrease gradually with the increase of water content. The release rate of EU decreased gradually with the increase of confining pressure after the peak. The variation of dissipation energy difference with confining pressure at peak stress is the internal reason of the failure form difference. The whole process of energy evolution of karst limestone samples shows slight difference in energy dissipation between compaction and elastic deformation, but the dissipation energy of saturated samples increases more rapidly after entering the yield stage.
【作者单位】： 河南理工大学河南省高等学校深部矿井建设重点学科开放实验室;河南理工大学土木工程学院;北京交通大学土木建筑工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50978018) 河南理工大学河南省高等学校深部矿井建设重点学科开放实验室重点资助项目(2011KF 02)
【分类号】：TU45

【参考文献】

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本文编号：2032928