岩石渐进性破坏过程中变形和能量分析

岩石的破坏是一个渐进的损伤演化过程,对于岩石渐进破坏过程的探讨有益于进一步加深对其破坏机理的认识。通过对江持安山岩进行不同围压的三轴压缩试验,分析了岩石整个破坏过程中应变场的演化规律和不同围压条件下的应力、应变及能量变化特征,获得如下结论:岩石在应变软化阶段由应变局部化区域演化为较窄的应变局部化带贯穿试件形成宏观的破裂面,岩石残余强度变形阶段应变主要集中在局部化带内,局部化带外的变形较为均匀,表现为沿宏观破裂面的剪切滑移;各应力阈值对应的轴向应变、径向应变、总应变能、弹性应变能均随围压呈线性递增;峰值强度之前岩石中吸收和存储的能量随围压的增加而增大,总应变能和弹性应变能的增长速率随围压的增加而增大。     

岩石三轴压缩端部效应及受力变形状态数值模拟

为研究端部效应对岩石三轴压缩过程中受力和变形的影响,应用ABAQUS对岩石三轴压缩试验进行模拟,分析岩石外、内部应力应变云图的演化及不同路径上各单元的应力应变。结果表明：（1）在端部摩擦作用下,试件端部附近的应力、应变分布较为复杂。（2）弹性阶段靠近上下端部约13mm范围内受端部效应影响,轴向应力较小,径向应力较大,径向应变较小;中间约24mm范围内受端部影响较小,轴向、径向受力和变形较为均匀。（3）靠近端部的水平路径上,两侧的径向应力、应变较大,中部较小;位于中部的水平路径上径向应力、应变分布较为均匀。（4）在弹性阶段,位于试件中下部水平路径上各单元应变均匀增大;在破坏阶段,穿过应变局部化带单元应变快速增加,应力有所减小,发生应力转移,其余单元应变减小,发生变形回弹现象。     

不同含水状态下岩石力学特性和应力应变关系研究

进行不同含水率的狄野凝灰岩三轴试验，分析岩石在三向荷载作用下的应力-应变曲线的变化形态和峰值应力、应变和弹性模量，获得结论如下：(1)峰值应力、应变及弹性模量随相对含水率增加呈线性降低；(2)应力-应变曲线在加载初期因裂隙闭合呈上凹形态，随后近似线性增长，之后偏离线性呈上凸形态，峰值应力之前可用三次多项式较好地拟合；峰值应力之后，无论干燥状态下试件的应力快速降低，曲线呈上凹形态，还是含水状态下应力缓慢降低，呈现塑性流动，均可用分式函数较好地拟合；(3)根据提供的分段拟合函数，结合相对含水率与峰值应力、应变线性关系，可近似获得不同含水状态下岩石的应力-应变曲线。