硬質(zhì)裂隙巖體三軸加載及卸荷蠕變特性研究.pdf

1、近年來隨著一些如高邊坡、大型地下洞室等重大巖體工程項(xiàng)目的實(shí)施，越來越多的工程實(shí)踐表明，硬質(zhì)巖體的變形破壞常常會經(jīng)歷一個(gè)較為明顯的時(shí)效過程?；诖?，結(jié)合導(dǎo)師國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“高殘余應(yīng)力下卸荷破裂硬巖的流變特性及時(shí)效擴(kuò)展機(jī)理研究”（41172243），本文以錦屏I級水電站大理巖和重慶機(jī)場砂巖為原樣制備裂隙巖體，采用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值計(jì)算等相結(jié)合的方法，對常規(guī)單、三軸壓縮條件下裂隙巖體的變形及破壞特征、不同加載與卸荷路徑條件下裂

2、隙巖體的蠕變特性、裂隙巖體加載及卸荷蠕變本構(gòu)模型及參數(shù)相關(guān)性、裂隙巖體蠕變損傷模型和裂隙巖體時(shí)效擴(kuò)展模擬計(jì)算方法等進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　?、賹χ苽涞耐暾麕r石及不同類型的裂隙巖體進(jìn)行了單、三軸壓縮試驗(yàn)，研究了完整巖石與裂隙巖體的強(qiáng)度與變形特征，以及各類巖石與裂隙巖體的破壞特征，并采用數(shù)值軟件 AUTODYN對三軸壓縮條件下雙裂隙砂巖的擴(kuò)展模式進(jìn)行了模擬；
　?、诶肦LW-2000巖石流變試驗(yàn)機(jī)對完整大理巖、單裂隙

3、巖體模型試件以及雙裂隙砂巖等進(jìn)行了三軸加載及卸荷蠕變試驗(yàn)研究，重點(diǎn)分析了分級卸荷量對大理巖三軸蠕變特性的影響，不同類型的裂隙巖體在三軸加載及卸荷蠕變條件下的變形與破壞特征，并與常規(guī)三軸壓縮條件下裂隙巖體的特征應(yīng)力和破壞模式進(jìn)行了對比；
　?、刍谌S加卸荷蠕變試驗(yàn)曲線特征采用傳統(tǒng)的元件模型對未出現(xiàn)加速蠕變階段的完整巖石、裂隙巖體的三軸蠕變特性進(jìn)行了描述，采用最小二乘法對模型參數(shù)進(jìn)行了辨識，并對不同條件下的參數(shù)變化規(guī)律展開了系統(tǒng)地討

4、論；
　?、芨鶕?jù)已有的相關(guān)研究成果，假定沒有出現(xiàn)加速蠕變階段的裂隙巖體其裂隙未擴(kuò)展，從而將預(yù)制的裂隙看成一種初始損傷并計(jì)算其損傷變量，并利用應(yīng)變等效和能量等價(jià)原理建立了裂隙巖體損傷流變本構(gòu)模型，從而建立了完整巖石與裂隙巖體間的關(guān)系，并與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比與分析；
　?、莞鶕?jù)試驗(yàn)及理論分析結(jié)果，并結(jié)合國內(nèi)外已有的相關(guān)研究成果，基于裂隙巖體的變形及破裂在裂隙尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子 K與亞臨界斷裂韌度 K0和斷裂韌度KC間的大小不同