大理岩峰前卸荷损伤表征及再承载破坏耗能特征

摘要：

深部高地应力条件下,地下工程开挖的强卸荷效应将导致围岩损伤甚至破裂.这类损伤破裂围岩是保障工程长期安全稳定的主要承载体,因此对其再承载能力的研究至关重要.利用MTS815.3试验系统开展卸荷点为70,80和90 MPa的恒轴压卸围压试验,每级卸荷点设置3个卸围压速率(0.1,0.5和1.0 MPa/s),共得到损伤破裂试样27块,然后再对其进行单轴压缩再承载试验.恒轴压卸围压过程中,耗散能密度与卸荷点正相关,与卸荷速率负相关,卸荷点的影响更大;损伤变量D随耗散能密度增加而增大.再承载试验结果表明,损伤破裂试样的破坏应变随D增加呈指数函数增大,其破坏耗能特征以Dc=0.10为界分为两阶段:D＜Dc时,吸收能密度、耗散能密度和弹性能密度随D增加趋于稳定,破坏形态以剪切破坏为主,伴随少量张拉裂纹,碎块块度较大、数量较少;D＞Dc时,耗散能密度占比急剧升高,弹性能密度和吸收能密度快速减小,破坏形态以张拉破坏为主,碎块数量快速增加,并出现薄片状碎块.研究结论对深部地下工程围岩力学参数选取和支护方案优化有一定借鉴意义.

关键词：岩石力学、峰前卸荷、损伤变量、耗散能、再承载破坏特征

所属期刊栏目：39

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2429-2438