流纹岩双轴抗压力学特性及破坏机理研究-路基工程.PDF

路 基 工 程 　　 　　　　　　　　 ·８２· ＳｕｂｇｒａｄｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１４年第６期 （总第１７７期） ＤＯＩ：１０．１３３７９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３８８２５．２０１４．０６．１７ 流纹岩双轴抗压力学特性及破坏机理研究 李　佳，邓荣贵 （西南交通大学土木工程学院，成都　６１００３１） 摘　要：在隧道和边坡开挖过后，其边界部分位置的岩石近似处于双轴受压状态。通过对泥巴 山隧道流纹岩试件的双轴压缩试验，均表现出明显的脆性，部分双轴高侧压试件呈现出一定的塑 性；试件的双轴抗压强度呈现出一个增大再降低的过程，发现侧压对弹性模量Ｅ的影响并不显著， 而侧压对变形模量Ｅ 的影响显著；双轴压缩条件下，随着侧向约束的增加，试件破裂时破裂面数 ５０ 量减小，由呈板裂的多个破裂面逐渐向单个破裂面变化。ＤＰ３破坏准则与试验结果相关性较好，能 够应用于双轴条件下流纹岩强度特性研究。 关键词：流纹岩；双轴压缩；抗压强度；破坏模式 中图分类号：ＴＵ４１１３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－８８２５（２０１４）０６－００８２－０４ ０　引言 定侧压下，流纹岩双轴力学特性和破坏机理，以及 双轴压缩（ ＞ ， ＝０）是工程岩石常见的受 适用的破坏准则，为全面地了解流纹岩力学特性， σ σ σ １ ２ ３ 力状态，如隧道和边坡开挖后，其表面岩石就处于 提供必要的试验依据，同时也为同类岩石在近似工 近似双轴受压状态，即 接近于零。目前，在岩石 程状态下，特别是边坡及隧道开挖与支护设计时提 σ ３ 单轴和三轴压缩状态下的力学特性研究较多，并获 供参考。 得大量资料，而对岩石在双轴压缩平面应力状态下 ［１］ 的力学特性研究较少。对此，典型的研究有 Ｍｏｇｉ １　试验方案设计 使用白云岩长方体试件进行双向加载的试验研究， １１　试验设备 通过双轴压缩试验与单轴压缩试验、三轴压缩试验 双轴加载系统及制样，如图１。 的对比，研究了中间主应力对白云岩试件破坏的影 响作用。文献 ［２］对石膏和混凝土进行双轴测试 后，得出双轴抗压强度大于单轴抗压强度的结论。 ［３］ 熊良宵等 在不同应力水平、不同加载路径下对绿 片岩进行双轴压缩蠕变试验，将一维Ｂｕｒｇｅｒｓ模型推 广到双轴受压状态。 ［４］ 朱维申、陈卫中等 对类岩石材料进行模拟试 验，研究了双轴加载条件下闭合裂隙的起裂、扩展 和岩桥的贯穿机理。目前，对于岩石双轴压缩的研 究大都集中在加载方式影响和裂隙扩展贯穿等方面， 对破坏准则及破坏机理的研究比较少见。 本文对流纹岩进行双轴压缩试验，研究了在一 收稿日期：２０１４－０４－０４ 基金项目：国家自然科学基金：裂隙性隧道围岩滞后性破裂及涌水 突泥机理研究 作者简介：李　佳 （１９９０－），男，湖北石首人。硕士研究生，主要从 事岩土工程相关研究。Ｅｍａｉｌ：ｈｕｂｅｉｓｈｉｓｈｏｕｔａ＠１６３ｃｏｍ。 图１　双轴加载系统及制样 李　佳，等：流纹岩双轴抗压力学特性及破坏机理研究 ·８３· 双轴加载系统主要由３部分组成：真三轴仪， １４　试验步骤 液压控制系统和数据采集系统。成都理工大学地质 双轴试验加载方式，如图３。 灾害防治与环境保护国家重点实验室拥有真三