方前程，商丽，商拥辉, ，陈钊峰



加轴压卸围压条件下岩石的力学特性与能量特征

方前程1, 2，商丽2，商拥辉2, 3，陈钊峰3

(1. 中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙，410083；2. 黄淮学院建筑工程学院，河南驻马店，463000；3. 中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075)

利用MTS815型压力试验机进行加轴压卸围压路径下花岗岩常规三轴卸载试验，研究加轴压卸围压路径下岩石的应力−应变全过程曲线、力学性质及能量特征。采用剪胀角描述岩石的扩容特性。研究结果表明：在卸围压过程中，侧向应变与围压先呈线性关系后呈非线性关系，且其增长速率明显大于轴向应变增长速率，表现出明显的侧向扩容；变形模量随围压卸载而逐渐减小，且随着初始围压的增大而逐渐增大；泊松比随围压卸载而不断增大，同一时刻点的轴向应变增量变化量度略大于侧向应变增量变化量；剪胀角随着初始围压增大而减小；基于能量原理获得岩石应变能随着围压的卸载呈逐渐增大的规律。

岩石力学；三轴卸载试验；力学特征；能量特征

随着我国浅部资源开采日益殆尽，越来越多的矿山开始向深部开挖。开挖前岩石处于三向应力平衡状态，开挖后岩石一侧处于卸载状态，容易发生岩爆、围岩垮塌、顶板冒落等灾害，而不同的开挖方式、开挖速度、开挖深度等对应着不同的力学性质及能量特性[1−2]，为此，有许多学者开展了大量研究，如：陈宗基等[3]对岩石破坏和地震之前与时间有关的扩容进行了研究；……