砂岩高应力峰前卸围压试验研究

详细信息   

• 责任者：刘建^c中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室^d1966^e博士^f研究员 ; 李建朋
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2011
• 卷期：30^b3总238
• 关键词：卸荷 ; 砂岩 ; 压缩试验20^a围岩压力 ; 应力 ; 应变 ; 加载 ; 三轴试验 ; 岩体力学
• 页码：473～479
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表2参15插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2011/09

摘要

对采自重庆鱼嘴的砂岩开展若干围压(最小10 MPa、最大130 MPa)的保持轴压不变峰前卸围压试验，并与同围压下的常规三轴压缩试验结果进行对比分析，研究砂岩卸荷过程中的变形特征、破坏形态、峰值强度与残余强度特性及其扩容参数演化特征。主要研究成果为:(1)加载路径下，围压增至130 MPa时，应力‐应变曲线不出现应力降，可以认为围压130 MPa为砂岩脆‐延转化压力;2)加载破坏时，偏应力峰值前扩容量相对于峰后较小，但卸荷破坏偏应力峰值前则表现出较大的扩容量;(3)相同初始应力条件下，卸荷破坏时偏应力变化量比加载破坏时大，证明卸荷应力路径更容易引起砂岩试样的破坏;(4)相同围压下，卸荷破坏的破裂角大于加载破坏；(5)卸荷条件下得出的抗剪强度参数c比加载条件下低1.2%，φ值则高4.8%；不论卸荷还是加载，残余变形阶段c值都大大减小，φ值则变化不大;(6)围压对扩容的约束作用较显著，围压越大，剪胀角极值越小；卸荷开始后，剪胀角呈剧烈增加态势，迅速达到极值;剪胀角峰值与偏应力峰值不同步，前者滞后于后者；卸荷破坏剪胀角峰值比加载破坏剪胀角峰值大，且达到峰值经历的塑性剪切应变量相对较小，证明卸荷破坏的剪胀性更加显著。这些结论可揭示高应力条件下砂岩的卸荷力学特性，为西部深埋引水隧洞的开挖、支护设计及其稳定性分析提供理论参考。