不同加载路径对岩石变形特性影响

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1、第22卷第8期岩石力学与工程学报22(8)：1234～12382003年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2003不同加载路径对岩石变形特性的影响沈明荣石振明张雷(同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092)摘要以往在研究岩石的力学特性时，大都采用持续加载的方法进行试验，三向压缩试验也不例外。就绝大多数工程而言，所遇到的却是在某种应力状态下由于开挖而产生一个方向应力减小、其他几个方向应力增大的现象。根据工程对岩体稳定性评价的要求，应该模拟不同加载路径的应力状态下的试验条件，以便掌握在该试验条件下岩石所作出的力

2、学响应。通过对红砂岩在不同加载路径条件下的三轴试验，分析了不同加载路径所得到的应力-应变曲线及其对岩石的变形影响，得出了在不同加载路径条件下，岩石变形表现与常规试验有较大差异，有着较明显的非线性特性的结论。关键词岩石力学，三轴试验，加载路径，变形特性，非线性分类号TU452文献标识码A文章编号1000-6915(2003)08-1234-05DEFORMATIONPROPERTIESOFSAMPLESUNDERDIFFERENTLOADINGPATHSShenMingrong，ShiZhenming，ZhangLei1(DeptmentofGeotechnicalEngineerin

3、g，TongjiUniversity，Shanghai200092China)AbstractInundergroundexcavationconditions，rockoftenundergoesverycomplicatedloadingandunloadingprocess.However，inlaboratorytestsonrock，suchasnormaltriaxialtest，theloadsareusuallyexertedgraduallyandcontinuously，whichcannotsimulatetherealstressstateofrockprec

4、isely.Thetestdataoftriaxialtestofredsandstoneunderdifferentloadingpathsarepresentedandtheimpactofdifferentloadingpathonthedeformationofrocksamplesisanalyzed.Unlikethetestresultsundernormaltrixialprocedures，thedeformationofrockunderdifferentloadingpathshasnonlinearproperties.Keywordsrockmechanic

5、s，triaxialtest，loadingpath，deformationproperties，non-linearity力重分布的过程(以平面问题为例)，主要表现为某1前言一方向上的应力降低(局部地区甚至降至零)，另一方向上应力增大的现象。因此，在实际工程中，仅岩石的力学特性一直是岩石工程界所关注的研仅掌握岩石在持续加载状态下的力学特性是远远不究方向之一。近年来，随着现场监测技术的不断提高，人们更加注重岩石的变形特性方面的研究。以够的。近年来，许多学者也已经开始研究岩石在卸往绝大多数的研究，都采用对岩石持续加载的方法载过程中的力学特性。应该指出，卸载过程中的力获取其力学响应，为有

6、关岩石工程的稳定性评价提学特性只是不同加载路径对岩石力学特性影响的一供必要的参数。然而，许多实际的岩石工程中所遇部分，是岩石在不同加载路径条件下的一个特例，到的问题，却是由于人工开挖破坏了岩体原有的应两者存在着一定的差别。为了能够更加全面地了解力平衡，进而导致岩体内发生应力重分布。这一应岩石的力学特性，正确地评价岩石工程的稳定性，2001年11月14日收到初稿，2002年1月3日收到修改稿。作者沈明荣简介：男，51岁，1978年毕业于同济大学地下建筑与工程系地下建筑专业，现主要从事岩石结构面力学特性及本构关系方面的研究工作。第22卷第8期沈明荣等.不同加载路径对岩石变形特性的影响•1

7、235•必须掌握在不同加载路径条件下岩石所作出的力学σ1σ1响应。只有全面地研究岩石在不同加载路径条件下的力学特性，才能恰如其分地评价开挖岩体的稳定性。本研究以此为目的，进行了岩石在三向压缩应力作用下，不同加载路径的试验研究，并以该试验为基础，分析不同加载路径对岩石力学特性的影响。σ3σ3(a)路径1(b)路径22试验方案及方法图2工程中常见的不同的加载路径Fig.2Differentloadingpathswhichsimulatesactual根据岩体