圍壓條件下含水砂巖的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、地下工程巖體處于復(fù)雜的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境中，其力學(xué)性質(zhì)受地下水、地應(yīng)力及外界載荷等因素影響較大。針對(duì)以往試驗(yàn)因素單一的不足，本文進(jìn)行了考慮含水率、應(yīng)變率和圍壓三因素耦合作用下砂巖靜態(tài)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)以常見的紅砂巖為研究對(duì)象，通過真空抽氣法快速制備含水砂巖巖樣，在RMT301巖石與混凝土力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行了含水砂巖中低應(yīng)變率下的單軸和三軸壓縮試驗(yàn)，利用帶有主動(dòng)圍壓裝置的SHPB試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了含水砂巖在高應(yīng)變率下的壓縮試驗(yàn)，研究了圍

2、壓、應(yīng)變率和含水率對(duì)巖石靜態(tài)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響規(guī)律，并探討了三因素之間的相互影響關(guān)系，然后在現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)上提出一種考慮圍壓、應(yīng)變率和含水率的砂巖動(dòng)態(tài)損傷本構(gòu)模型。該研究成果可為其他類型的脆性材料力學(xué)性能的研究提供參考。
　　（1）通過對(duì)含水砂巖在中低應(yīng)變率下的單軸和三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可知，圍壓、應(yīng)變率和含水率對(duì)砂巖靜態(tài)力學(xué)性質(zhì)的影響均表現(xiàn)為：圍壓硬化效應(yīng)、應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)和含水弱化效應(yīng)。單軸壓縮時(shí)砂巖的強(qiáng)度、峰值應(yīng)變及彈性

3、模量與含水率、應(yīng)變率有較好的擬合關(guān)系，三軸壓縮時(shí)圍壓與砂巖力學(xué)參數(shù)亦有較好擬合關(guān)系。三因素之間存在一定的相互影響關(guān)系，整體來說，圍壓的增大，減小了含水弱化效應(yīng)和應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)；含水率的增大，加強(qiáng)了圍壓硬化效應(yīng)，削弱了應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)；應(yīng)變速率的增大，削弱了圍壓硬化效應(yīng)，加強(qiáng)了含水弱化效應(yīng)。
　　（2）通過對(duì)高應(yīng)變率下含水砂巖SHPB試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，巖石等脆性材料的抗壓強(qiáng)度和韌性隨圍壓增大而提高，并具有向延性轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，顯示出較強(qiáng)的