三轴应力下花岗岩加载破坏的能量演化和损伤特征
2021-04-07刘鹏飞范俊奇郭佳奇朱斌忠
高压物理学报 2021年2期
刘鹏飞,范俊奇,郭佳奇,朱斌忠
(1. 河南理工大学土木工程学院,河南 焦作 454003;2. 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454003;3. 军事科学院国防工程研究院,河南 洛阳 471023)
花岗岩是大陆地壳的主要组成部分,是一种岩浆在地表以下凝结形成的岩浆岩,属于深层侵入岩。同时花岗岩也是一种典型的硬脆岩,具有强度高、脆性大、硬度高等特点。若深部地下工程处于花岗岩地层中,在施工过程中岩爆、板裂、层裂、片帮等工程地质灾害频发,将对工程的进度、成本以及人员的安全造成极大的影响和危害[1-2]。因此,正确认识硬脆岩在不同力学状态下的变形破坏规律对预测和防治岩爆等地质灾害具有积极作用。此外,研究不同应力状态下岩体的力学性质对正确认识岩体破坏机制、准确分析围岩稳定性以及合理制定开挖方案和支护措施有着重要的意义[3]。
国内外学者对硬岩在不同力学环境下的岩石力学性质做了大量的研究工作,并取得了许多成果。Martin 等[4]利用刚性试验机对大量脆性岩石进行试验,得到了硬岩完整的应力-应变曲线和破坏形态;Zong 等[5]为研究围压对硬岩的岩石力学性质及损伤演化的影响规律,对砂岩进行了大量三轴试验,通过分析不同应力状态下砂岩的应力-应变特征和强度变形特征,得出了峰值强度、弹性模量和变形模量随围压呈线性增长的规律;蒲超等[6]通过对砂岩进行三轴压缩试验,定量分析了围压对硬岩强度和变形特征的影响规律,并基于Mohr-Coulomb 强度准则求解出砂岩的岩石力学参数。……
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