动静荷载作用下硬岩峰后力学试验研究.pdf

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1、第35卷第6期矿冶工程V01．35№62015年l2月MINGANDMETALLURGICALENGINEERINGDecember20l5动静荷载作用下硬岩峰后力学试验研究①张婧，王东，刘长武。(1．西华大学能源与环境学院，四川成都610039；2．四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院，四川成都610041；3．四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065)摘要：对3种典型岩石分别进行了峰后循环加卸载试验和峰后振动试验，研究了围压对岩石变形和弹性模量的影响。结果表明：抗压强度随峰后循环加载静荷载次数增加而衰减，弹性模量在

2、循环加载中也出现软化现象；峰后每个循环的卸载过程及加载初期无明显声发射现象，在应力加载到新峰值的60％-90％时才开始出现声发射激增现象，使用“应变历史”作为凯瑟效应判断标准可以较好地解释这一现象；在振动荷载作用下，围压的初步增加对粉砂岩和花岗岩的损伤闭合有积极作用，但进一步增加会抑制粉砂岩损伤的继续闭合。关键词：岩石力学；硬岩；循环荷载；峰后中图分类号：TU452文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2015．06．003文章编号：0253-6099(2015)06—0011—05ExperimentalStud

3、yonPost-peakMechanicalPropertiesofHardRocksunderCombinedStaticandDynamicLoadingZHANGJing，WANGDong，LIUChang—WU。(1．SchoolofEnergyandEnvironment，XihuaUniversity，Chengdu610039，Sichuan，China；2．HighwayPlanningSurvey&DInstitute，SichuanCommunicationsDepartment，Chengdu610041，Sichuan，Ch

4、ina；3．StateKeyLaboratoryofHydraulicsandMountainRiverEngineering，SichuanUnive~ity，Chengdu610065，Sichuan，China)Abstract：Experimentalstudieswereconductedforthreetypicalrocksundercyclesofstaticanddynamicloadingtoinvestigatetheimpactofconfiningpressureonrockdeformationandelasticmod

5、ulus．Resultsshowedthat，increasingcyclesofstaticanddynamicloadingwouldreducethepost-peakcompressivestressandresultinthesofteningofelasticmodulus．Noobviousacousticemissionwasobservedattheinitialstageofloadingprocessandduringthecyclicunloadingprocess．However，moreandmoreacousticem

6、issionoccurredastheloadwasupto60％～90％ofthenewpeak．‘‘Strainhistory’’asthestandardofKaiserEffectcouldexplainthisphenomenonverywel1．Underdynamicloadingcondition，aninitialincreaseinconfiningpressurecouldpromotethedamagerecoveryofsiltstoneandgranite，butafurtherincrementwouldhindert

7、hedamagerecoveryofsihstoue．Keywords：rockmechanics；hardrock；cyclicloading；postpeak近年来，随着石油、天然气和水电等能源的快速增下如若出现破坏而坍塌，可能造成灾难性的工程灾害。长，煤炭在能源生产和消费结构中的比例有所下降，但循环荷载作用下材料力学特性方面的研究，最初煤炭的主导地位并未发生根本性变化。煤炭行业仍然多以金属材料为研究对象，近几十年才慢慢引入混凝是我国国民经济高速发展的重要基础¨，且开采工作土、岩石等非金属材料。Gordon和Davis在1968年首朝着深部不断

8、发展，可以预计在未来20年我国很多煤次报道了循环荷载作用下饱和岩石的滞后现象；矿开采将进入到1000～1500m的深度。地