锦屏大理岩加、卸载应力路径下力学性质试验研究

详细信息   

• 责任者：汪斌^c长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室^d1977^e博士^f工程师 ; 朱杰兵 ; 邬爱清 ; 胡建敏 ; 熊赞明^c中国矿业大学（北京）
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2008
• 卷期：27^b10总203
• 关键词：大理岩 ; 三轴试验20^a力学性质 ; 三轴试验 ; 强度 ; 变形 ; 岩体力学 ; 加载30^a应力路径 ; 卸载
• 页码：2138～2145
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表3参18插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2009/04

摘要

地下岩体开挖卸荷应力路径不同于加载应力路径,由此引起的岩体强度、变形特征和破坏机制也不尽相同。针对锦屏二级水电站引水隧洞群围岩赋存于高地应力环境的特点,对其中3^#引水隧洞大理岩开展单轴加、卸载以及三轴压缩和高应力条件下的峰前、峰后卸围压等4种不同应力路径力学试验,得到了的应力‐应变全过程曲线、变形破坏特征和主要力学参数的变化规律。试验研究结果表明:(1)建立在岩样单轴逐级等量加、卸载应力路径下的回滞环面积递减,尤以屈服阶段的卸载对应变影响最大;(2)不同围压下岩样三轴压缩全过程试验结果表明,当围压达到40 MPa时,应变软化特性转化为理想塑性,可以认为该值为锦屏大理岩脆-延转化点;(3)对比以上不同应力路径下的强度准则方程以及峰前、峰后黏聚力和内摩擦角,相同初始应力条件下,岩石卸载破坏所需应力变化量比三轴压缩破坏情况下对应的应力变化量小,说明岩石卸载更容易导致破坏;(4)在变形破坏机制方面,由于峰后比峰前卸围压塑性变形大,岩样塑性变形已吸收较多的弹性变形能,其脆性特性受到抑制,因而不像峰前卸围压破坏具有突发性,岩样由张性破坏过渡到张剪性破坏;(5)根据大理岩岩样加、卸载破坏断口SEM扫描结果,从细观角度验证了脆性岩石在不同路径下微观剪断裂破坏机制。总之,以上研究结果揭示了锦屏大理岩加、卸载应力路径下力学特性差异,对解决工程实际问题具有重要的参考价值。