溫度周期變化作用下大理巖宏細觀力學(xué)變形試驗研究.pdf

1、周期溫度應(yīng)力作用使巖石發(fā)生災(zāi)害是個極為復(fù)雜且具有重大經(jīng)濟意義的課題，如何才能做到經(jīng)濟有效地在這類巖石中建設(shè)工程并維持其穩(wěn)定性，一直是困擾著廣大巖石力學(xué)和工程地質(zhì)工作者的一個難題。當巖體受到溫度應(yīng)力作用引起損傷，巖石的抗壓強度發(fā)生顯著的變化，嚴重影響著工程的穩(wěn)定性。 本文以大理巖為研究對象，通過不同加溫溫度和加溫周期后的大理巖單軸壓縮試驗，得到了不同周期溫度下大理巖全應(yīng)力—應(yīng)變曲線、應(yīng)用斷裂力學(xué)理論分析巖石試樣內(nèi)部微裂隙的擴展模式

2、；運用巖石力學(xué)、損傷力學(xué)理論對試驗結(jié)果進行了分析，建立本構(gòu)方程；最后通過對試樣斷口掃描圖像的細觀研究，分析試樣損傷度；得到了以下一些結(jié)論： (1)通過對周期溫度應(yīng)力作用后大理巖的單軸壓縮試驗，得到了大理巖抗壓強度、彈性模量和峰值應(yīng)變等隨加溫溫度和加溫周期變化的關(guān)系。加溫溫度越高，加溫周期越多，大理巖抗壓強度、彈性模量越低；加溫溫度越高，峰值應(yīng)變越大。 (2)運用斷裂力學(xué)理論，分析了在溫度應(yīng)力作用后，巖石試樣內(nèi)部微裂隙的擴

3、展規(guī)律。在經(jīng)歷一次加溫降溫過程時，初始微裂隙會發(fā)生擴展，同時由于巖石內(nèi)部晶體和連接物之間的熱膨脹系數(shù)不同，會產(chǎn)生新的微裂隙；在多次加同等溫度時，巖石內(nèi)部已經(jīng)擴展完成的微裂隙不再擴展，但是在此過程中會產(chǎn)生新產(chǎn)生的微裂隙，會擴展，或與原有的微裂隙匯合，加大巖石損傷。 (3)利用彈性模量比商法，定義巖石損傷，認為由于溫度應(yīng)力使巖石試樣內(nèi)部微裂隙大量擴展，單軸抗壓的損傷弱化階段不可忽略，尋找單軸壓縮過程中微裂隙正好完全閉合點，在前人基礎(chǔ)