復(fù)雜載荷條件下巖石變形破壞特性的實驗研究.pdf

1、巖石作為一種非均質(zhì)脆性材料，在諸多工程領(lǐng)域均涉及到循環(huán)載荷和剪切荷載條件下巖石變形破壞問題。本文利用日本島津公司生產(chǎn)的AG-I 250kN型精密電子萬能材料試驗機、美國物理聲學(xué)公司生產(chǎn)的PCI－2型聲發(fā)射測試系統(tǒng)以及自主研發(fā)的巖石剪切實驗系統(tǒng)，采用實驗研究與理論分析相結(jié)合的方法，探討了不同上限應(yīng)力水平、不同試件長度等不同實驗條件下循環(huán)單軸壓縮載荷條件下巖石的變形破壞特性及其聲發(fā)射特征，并利用巖石的聲發(fā)射特征作為巖石損傷的宏觀表現(xiàn)，分析了

2、巖石在循環(huán)載荷條件下的損傷演化規(guī)律，同時也對巖石在剪切載荷條件下微裂紋的時空演化發(fā)展規(guī)律進行了微觀觀測實驗，其取得的主要研究成果如下：
　　 （1）在利用材料試驗機進行巖石的單軸壓縮實驗時，材料試驗機本身也會產(chǎn)生變形。材料試驗機和巖石試件可以看成是串聯(lián)系統(tǒng)，由于材料試驗機的剛度相對于巖石試件的剛度不夠大很多，故在分析巖石試件的變形時不能忽略材料試驗機本身的位移。本文用實驗的方法測定了材料試驗機在加載過程中的載荷－位移關(guān)系，并給出

3、了兩者之間的經(jīng)驗公式，以備對實驗數(shù)據(jù)深層次分析使用。
　　 （2）在循環(huán)載荷條件下，上限應(yīng)力對巖石試件的變形破壞起主導(dǎo)作用，決定著巖石損傷的發(fā)展趨勢，這點在宏觀上可以通過巖石試件破壞過程中的聲發(fā)射特征來表現(xiàn)。上限應(yīng)力較大時，在循環(huán)的每個過程中都會有聲發(fā)射信號；而上限較低，特別是在接近門檻值時，循環(huán)過程中較少出現(xiàn)聲發(fā)射信號，只有在接近破壞時才有明顯的聲發(fā)射信號。
　　 （3）巖石試件尺寸的不同對其變形破壞過程中的聲發(fā)射特征