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砂质泥岩三轴卸荷蠕变试验研究

黄兴 刘泉声 康永水 潘玉丛 岩石力学与工程学报 2016年第A01期

摘要:为了揭示深部软弱地层开挖卸荷后围岩流变力学特性,开展砂质泥岩恒轴压逐级卸围压三轴卸荷蠕变试验,研究软岩轴向、侧向和体积蠕变规律和卸荷流变过程中偏应力-应变关系特性。主要结论有:(11每卸除一级应力(10MPa)产生的瞬时变形、蠕变变形、蠕变变形相对该级荷载下的瞬时变形的比值、蠕变变形占总变形量百分比均随偏应力的增加而增大,围压越低蠕变变形增加的幅度越大;(2)随着围压逐级卸荷,岩石内部产生竖向张性微裂纹,微裂纹的萌生和扩展使得卸围压瞬时产生较明显的侧向变形,且蠕变过程中微裂纹将发生与应力水平相应的时效扩展,产生黏塑性变形;(3)岩石在时效条件下的渐进破坏的本质是损伤随时间的逐渐累积,并伴随着裂纹的时效扩展,统称为时效损伤破裂;(4)随着围压逐级卸荷,偏应力增大,历史上经历的卸荷级数多、蠕变时间长,试样内部积累的不可恢复应变和损伤越多,时效损伤破裂越剧烈,在该级荷载条件下轴压低的试样其流变速率越大,蠕变变形量越大,卸荷效应和流变特征更加明显,同时伴随显著的侧向扩容,导致蠕变扩容;(5)卸荷和蠕变所产生的损伤和塑性变形对后续力学行为影响非常显著。

关键词:岩石力学深部软弱地层砂质泥岩三轴卸荷蠕变试验时效损伤破裂

单位: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 湖北武汉430071 武汉大学土木建筑工程学院 湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室 湖北武汉430072

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岩石力学与工程学报

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