不同应力路径下深埋软岩力学特性试验研究

为探讨深埋软岩在不同应力路径下力学性质的差异,对取自丹巴水电站右岸平硐深埋软岩分别进行室内三轴加载试验和不同围压等级、不同卸荷应力水平、不同卸荷速率的恒轴压卸围压试验,并对岩样卸荷破坏面进行微观形貌扫描,分别探讨不同条件下岩样的变形、强度及破坏特征,结果发现:(1)相比三轴加载试验,同等级围压的软岩在卸荷条件下的强度、峰值应变及力学参数都有减小,应力–应变曲线从延性向脆性转换;(2)软岩峰值轴向应变、极限强度、残余强度与卸荷应力水平、卸荷速率均呈正相关性;(3)相比Hoek-Brown经验强度准则,Mohr-Coulomb强度准则能更好地描述软岩强度特性,不同应力路径对抗剪强度参数影响有差异性,卸荷速率对c值的影响更为显著,而卸荷应力水平对?值的影响更为显著;(4)软岩加、卸载条件下都发生剪切破坏,加载时除主裂纹外基本没有衍生微裂纹,卸载时,低卸荷应力水平下岩样破坏后的次生裂纹更发育,且卸荷速率越大岩样破坏程度越强烈;低围压下卸荷破坏时,岩石断面微观形貌演化自由度较高,破坏面粗糙度大。     

砂岩在热湿循环作用下的卸荷损伤本构模型研究

针对在夏季高温多雨季节库岸边坡岩体的强度和稳定性下降问题,较多学者对干燥—饱水两种极端状态的循环作用进行了研究,这与实际情况相差较大。以三峡库区重庆段某典型边坡砂岩为研究对象,采用烘干—浸泡循环作用方式模拟岩石热湿循环过程,在前期进行的热湿循环试验方案及数据分析的基础上,定量对砂岩的劣化程度进行划分,对热湿循环作用下砂岩的卸荷损伤本构模型进行研究。研究结果表明:热湿循环10次内砂岩各力学参数的劣化效应比较明显,10～50次逐渐减弱并趋于平缓;基于热湿循环和卸荷相互作用,建立了完整砂岩在不同热湿循环次数下的卸荷损伤模型并绘制模型曲线;经过验证,模型曲线与试验所得的三轴卸荷应力-应变曲线吻合度较高,认为该模型具有较好的适用性。     

热湿循环作用下砂岩加卸荷力学特性研究

夏季高温季节频繁的降雨与蒸发过程,使岩石(体)经常性的处于热湿循环的交替作用。鉴于此,以三峡库区砂岩为研究对象,开展不同热湿循环后的三轴加载与卸荷试验,从变形、强度以及破坏模式等方面研究热湿循环对砂岩力学特性的影响规律。研究结果表明:(1)砂岩三轴加载、卸荷的峰值强度随着热湿循环次数的增加而不断减小,这种劣化效应在循环前期表现的较为明显。可采用对数函数对其变化规律进行描述。(2)砂岩热湿循环三轴压缩破坏模式以剪切破坏为主,主要表现为单剪切面的剪切破坏和X,Y型共轭剪切破坏,在破坏面上出现明显的滑移现象,在其端部均形成含有圆锥的对角破坏。(3)砂岩热湿循环三轴卸荷破坏以剪切破坏为主,伴有张拉劈裂破坏与拉剪破坏,与三轴压缩破坏相比,砂岩破坏的主裂纹和次生裂纹更多,破坏形式更复杂,破坏程度也更为严重。随着热湿循环次数的增加,砂岩的裂纹扩展情况越复杂。(4)砂岩的力学性质参数随着热湿循环作用呈下降趋势,且变化趋势一致。定义热湿循环劣化系数W,即归一化函数中ln(n+1)的系数绝对值来评价热湿循环作用对力学参数的劣化强弱程度,该参数可为后续建立岩石随热湿循环劣化的损伤模型提供一定的理论基础。