坝基碎屑岩三轴蠕变特性及长期强度试验研究-岩土力学.PDF

第37 卷第5 期 岩 土 力 学 Vol.37 No.5 2016 年5 月 Rock and Soil Mechanics May 2016 DOI ：10.16285/j.rsm.2016.05.010 坝基碎屑岩三轴蠕变特性及长期强度试验研究 1, 3 1 2 3 3 张 玉 ，金培杰 ，徐卫亚 ，赵海斌 ，梅松华 （1.中国石油大学 （华东）储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580 ；2.河海大学 岩土工程科学研究所，江苏 南京 210098 ； 3. 中南勘测设计研究院 水能资源利用关键技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410014 ） 摘 要：基于物理和常规变形特性分析，认为某水电站坝基碎屑岩力学特性异常复杂，故采用岩石三轴伺服仪开展了系列的 蠕变力学特性试验研究。首先，探讨了轴向、侧向及体积蠕变特性和速率变化规律；其次，分析了蠕变对偏应力-应变特性 影响并开展了破坏岩样微细观电镜扫描试验；最后，在采用等时曲线簇法确定长期强度的基础上，以实际延性扩容为依据， 认为岩石侧向体积扩容速率大于轴向压缩速率的临界点为快速蠕变破坏的标志，提出确定长期强度的新方法。结果表明，碎 屑岩表现出显著的蠕变特性，蠕变曲线主要分为初始衰减和稳态蠕变两阶段，且最后一级应力施加后呈现加速蠕变现象；应 力增加导致蠕变变形加剧，最终破坏表现出轴向压缩变形过大、体积延性扩容明显、稳态蠕变速率较大等特点，且蠕变速率 与应力符合指数函数关系。岩样长期强度与三向稳态蠕变速率交点和侧向体积扩容应力阀值基本一致，为常规强度的54%～ 80%。试验结果旨在为相关岩石工程长期稳定分析及蠕变模型构建提供可靠的依据。 关 键 词：岩石力学；碎屑岩；三轴蠕变试验；蠕变速率；长期强度；细观破坏机制 中图分类号：TU 452 文献标识码：A 文章编号：1000－7598 (2016) 05－1291－10 Experimental study of triaxial creep behavior and long-term strength of clastic rock in dam foundation 1, 3 1