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卸荷应力状态下裂隙岩体的变形和强度特性.pdf
第17卷 第6期 岩石力学与工程学报 17(6),615~621
1998年 12月 ChineseJournal RockMechanicsandEn9~neering Dec·,1998
卸荷应力状态下裂隙岩体的
变形和强度特性 1 0 j
i( {
.三 墨Ll 堑
摘要 通过裂晾岩体模型的卸荷破坏试验.从应力.应变关系、变形及强度特性等方面,对裂
晾岩休在卸荷条件下的变形破坏特性进行了分析.
关键词銎堕 堂 ·婴 堕
分娄号 TV223.1
1 前 官
裂隙岩体是岩体工程最普遍的施工对象之一。由于工程施工的扰动,岩体原有的平衡
状态被打破,由此引起岩体 内的应力重分布.促使岩体 中内在裂纹(裂隙)不断累积和发
展,进而产生宏观的时效断裂.导致岩体发生破坏失稳。此类由工程卸荷引发的灾难性事
故,工程实例比比皆是,如洞室开挖引起围岩的底鼓、冒顶、掉块和坍塌l由于开挖或爆破
导致岩体的滑坡、崩塌、岩爆和岩芯饼化等等。
文 [1~5]研究了应力路径对岩石或模型材料的强度、变形和破坏等力学特性的影响,
但均采用常规三轴试验方式,其试验中的应力变化也未与工程实际中岩体的应力变化相对
应。文[6]虽采用真三轴试验方法,但因试验条件限胄I,未能对岩石材料的变形和破坏过程
进行记录。文 [7]从工程角度提出卸荷非线性岩石(体)力学的概念,但未给出试验佐证。此
外,对于工程实际最常遇到的非贯通裂隙岩体,其卸荷破坏试验鲜有文献报道。为了揭示
岩体在卸荷状态下的破坏机理 ,本文进行了卸荷应力状态下岩体的破坏试验研究。
2 试样、试验设备及试验方法
2.1 试样的成分、尺寸夏其制作
岩体模型试验为水泥砂浆试样 ,其成分为:标号 425的水泥,灰细砂及水
。 尺寸分别
为 100mmx100mnix200mm。
1997年2月4日收到初稿,1997年7月9日收到恪改稿.
- 国家自然科学基盘资助项目.
作者吴 剐筒舟:男,35岁,博士,现任副教授 厦岩体强度理论与试睦方面的工作
.
岩石力学与工程学报 1998拄
将搅拌好的水泥砂浆灌注到 100mm×100111131X200mm 的钢模中,然后对水泥砂浆进
行捣固,待 6h左右将插片(为厚 0.8mm,宽 60或 74111i31的薄锕片)按裂隙规定位置插入水
泥砂浆中,稍后即拔出,24h后拆模 。模型试样进行 28d以上的养护。该法髑作的裂隙,其
张开度小于 l111i31。试验前,将模型试样放入40。C的烘箱中干燥 24h}受力面用砂纸打磨平
整 。
2+2 试样的种类殛其力学参数
裂隙岩体模型试样的类型及其单轴抗压强度如表 1所示。
裹 1
Tablel Themodelspecimensofjotntedrockm¨●●ndtheiruniaxlslcompressivestrengths
2.3 试验类型、设备趸其方法
(1)U1型试验 0,保持 , 不变 ,卸 .
(2)U2型试验: 0,保持 l不变,先卸除卸 ,再卸 。
本试验的试验设备有:真三轴试验机、超动态应变仪、单通道声发射仪、工一y函数记录
仪及其他辅助设备。试验装置如图l所示。
试验方法 先将试样放入三轴压力腔内,再将侧压加到给定值(侧压由液压千斤顶施加,
由三通道压力稳压器控制 l三轴不等压卸荷试验的饲压分别定为 =1.5MPa, 一3MPa){
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