砂岩的蠕变与弹性后效特性试验研究EI北大核心CSCD

采用岩石全自动伺服三轴流变试验设备对三峡库区典型砂岩试样开展分级加、卸荷的蠕变与弹性后效试验,得到岩样在不同应力水平条件下时效变形曲线。试验结果表明:岩样的时效变形特征明显,随着应力水平的逐渐增大,试样的蠕变、弹性后效、不可逆变形的量值及其平均速率均呈现出逐步增大的变化趋势;其中蠕变与不可逆变形量的变化规律性具有较好的一致性,弹性后效恢复的变形平均速率的变化幅度越来越小,逐渐趋向于某一定值;岩样在加载至最后一级应力水平下出现了非线性加速蠕变现象,试验全过程曲线反映了蠕变变形典型的三阶段特征。推导了三维应力状态下的Burgers模型的蠕变与弹性后效本构方程,基于流变试验得到的数据利用优化搜索后的算法对相应参数进行辨识,分别得到岩样在蠕变与弹性后效阶段的相应三维参数;对时效参数分析得出,黏性参数mη随应力水平的增加而呈非线性劣化的规律,表现出较为明显的非定常性规律特征;当试样处于蠕变阶段时,黏性参数反映的是岩石稳态蠕变变形特征,而在试样处于弹性后效阶段时,黏性参数则是描述岩样卸除荷载后不可逆变形的变化规律。     

断续软弱夹层岩石流变力学特性研究

 岩石流变力学特性是岩石力学研究中的重要课题，与岩石工程长期稳定性有着十分密切的联系。基于大型岩土工程分析软件 FLAC（3D），采用黏弹塑性流变本构模型，模拟了非贯通断续软弱夹层的不同间距、不同长度及倾角等因素条件下岩石的弹塑性变形与流变变形情况。研究分析了各种因素对岩体弹塑性变形与流变变形的影响以及各影响因素之间多重相关性。结果表明：夹层长度、夹层厚度与夹层间距两两之间都有着较强的相关性；岩桥倾角和夹层倾角与其他影响因素的相关性较弱。夹层长度、夹层间距和夹层厚度对岩石弹塑性变形以及流变变形量影响较大，岩桥倾角和夹层倾角对岩石变形影响不显著。     

对三峡锚索监测中两个问题的认识探讨

本语文介绍了三峡锚索锚固力监测中出现的锚索张拉到一定程度锚固力不上升及锁定后测值虚假上升两种异常现象，对再现现象的原因在室内通过实验进行了分析。文中还提出了一种有效的修正测试值异常上升的方法。实践证明修正结果较好。     

腐蚀环境下锚固顺层边坡时效演化行为模型试验

为深入认识腐蚀环境下锚固顺层边坡的长期演化规律,利用能模拟复杂腐蚀环境的预应力锚固边坡模型试验系统,开展拟环境多因素锚固顺层边坡地质力学模型试验,分析自由段腐蚀条件下锚筋腐蚀电化学过程、锚固力损失规律与锚固边坡长期变形响应特征。试验结果表明:(1)自由段锚筋接触腐蚀液后迅速进入活化腐蚀状态,初期锚筋腐蚀速率较大,随着浸泡时间的增加腐蚀速率逐渐减小,30~60 d后腐蚀速率趋于稳定。(2)环境中的Cl-,O2及筋材施加的预应力均会显著增加锚筋的腐蚀速率。(3)两端锚固良好条件下,自由段腐蚀作用未明显加速锚筋预应力损失;自由段腐蚀后锚固结构预应力损失主要受初始锚固力大小与岩体变形影响。(4)锚固边坡不同部位变形主要与岩体结构、自重应力及锚固力大小有关,自由段筋材的腐蚀没有直接影响边坡变形;锚固结构腐蚀对边坡变形稳定的影响机制主要体现在腐蚀引起锚筋失效或锚固段腐蚀引起预应力大幅度降低。试验成果可以为锚固顺层边坡的长期安全性评估提供科学依据。     

基于应变屈服临界的岩石黏弹塑性蠕变模型研究

为了研究岩石的非线性加速蠕变特性,依据岩石蠕变变形不同阶段的力学特征,划分出了岩石由变形发展至破裂需经历的不同黏弹塑性状态,并给出了相应状态的蠕变力学特性。假定岩石在三轴压缩试验条件下,发生延性剪切破坏,推导了应变空间Drucker-Prager准则的临界状态转化的最大剪应变判别式。基于Perzyna黏塑理论,考虑后继屈服硬化作用,引入统计损伤因子,构建了能描述非线性加速蠕变特性的黏弹塑性损伤演化模型;采用岩石全自动伺服三轴蠕变试验机对三峡库区典型砂岩试样开展了蠕变试验,得到了岩石试样在不同应力水平作用下的蠕变变形曲线。结果表明:蠕变试验中,岩样力学性质的时效特征显著,在最后一级应力水平作用下发生了非线性加速蠕变现象。基于提出的黏弹塑性蠕变模型对试验曲线进行拟合,拟合结果说明模型能够较好地反映砂岩蠕变3个阶段变形的规律特征,拟合效果较好。     

深埋长大隧洞围岩非定常剪切流变模型初探

 针对锦屏二级水电站深埋长大隧洞(埋深2 525 m，长19 km，宽13 m)围岩在开挖与运营过程中呈现出显著的流变劣化特征，采用CSS–283双向万能实验机，对含硬性结构面的大理岩进行剪切流变特性的实验研究，分析岩石黏弹变形随应力水平不同和时间发展的变化规律；在对实验数据和定常流变模型本构关系深入分析的基础上，引入与时间有关的非确定参数，提出一种非定常流变模型，并建立其在一维情况下蠕变方程；通过对定常流变模型理论、非定常流变模型理论和流变实验结果的比较表明，考虑参数时间相关性的非定常黏弹流变模型比定常黏弹流变模型更为准确地反映了岩石的黏弹性变形性能。研究结果是对岩石非定常流变模型研究的一种初探，并对锦屏二级水电站深埋长大隧洞工程有重大的参考价值。     

空心包体式钻孔三向应变计地应力测量的研究

对空心包体式钻孔三向应变计的地应力测量方法进行了系统的研究,推导了资料整理的计算公式.对应变片并非直接粘贴在钻孔岩壁上而引入的修正系数Ki和各因素对它的影响以及由它的误差所导致的测量误差,进行了分析.     

三峡永久船闸边坡岩体变形监测结果分析

根据现场变形实测资料,就三峡永久船闸开挖结束1a多来边坡岩体的总体变形特征进行了总结。对开挖与变形发展的关系、卸荷影响范围与变形深度地质结构与变形量大小的关系进行讨论。最后,对边坡岩体的蠕变特征进行了研究。     

高围压岩石三轴流变试验仪研制

 TLW -2000型岩石三轴蠕变试验仪是经科技部资助对原流变试验设备进行技术升级与改造项目的主要成果，能自动稳压、自动记录并能进行高围压三轴流变试验。介绍了该仪器的升级改造、各项性能指标校准及通过三轴流变试验对设备进行测试的情况。该设备稳压系统升级改造采用先进的伺服控制、滚珠丝杠和液压等技术组合，达到了良好的稳压效果。     

岩土锚固技术的新进展

 论述了我国岩土锚固技术的新进展，分析了单孔复合锚固体系和可重复高压灌浆锚杆的工作特点和应用效果，介绍了高承载力锚杆在水利、水电工程中的应用。