中等应变率加载条件下岩石的变形和力学特性研究进展及展望.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2012／20(1)一0088．08中等应变率加载条件下岩石的变形和力学特性研究进展及展望梁昌玉①②李晓①马超锋③④(①中国科学院地质与地球物理研究所北京100029)(②中国科学院研究生院北京100049)(③清华大学水利水电工程系，北京100084)(④中航勘察设计研究院有限公司，北京100098)摘要对国内外在中等应变率加载条件下岩石的变形和力学特性的研究成果进行了总结。从中等应变率加载试验仪器研制、中等应变率条件下的压缩和拉伸试

2、验、岩石材料在中等应变率条件下的破裂机理以及数值仿真模拟等方面进行了详细介绍。总结了已有研究工作中存在的不足和尚未解决的问题，并提出了下一步研究中需要解决的若干关键问题。关键词岩石力学中等应变率综述中图分类号：TU458文献标识码：APRoGRESSANDPRoSPECTSoFRESEARCHoNDEFoRMATIoNANDMECHANICALPRoPERTIESoFROCKATINTERMEDIATESTRAINRATESLIANGChangyu①②LIXiao@MAChaofeng③④(~InstituteofGeo

3、logyandGeophysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100029)(②GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049)(~DepartmentofHydraulicEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084)(@AVICGeotechnicalEngineeringInstit~eCo．，Ltd．，Beijing100098)AbstractTheresult

4、sofstudiesonthedeformationandmechanicalpropertiesofrockatintermediatestrainratesathomeandabroadaresummarizedinthispaper．Thedevelopmentofintermediatestrainratetestinstruments，com．pressionandtensiletestsatintermediatestrainrates．failuremechanismsofrockmaterialsatin

5、termediatestrainratesandnumericalsimulationarefurtherdiscussedindetail．Thedrawbacksandunresolvedproblemsintherele—vantstudiesaresummedup．Finally．severalkeyissuesareneededtobesolvedinfurtherstudies．KeywordsRockmechanics，Intermediatestrainrate．Review}收稿日期：2011—05—2

6、0；收到修改稿日期：2011—08—11．第一作者简介：梁昌玉，工程地质专业．Email：liangchy1987@126．con20(1)梁昌玉等：中等应变率加载条件下岩石的变形和力学特性研究进展及展望89的中等应变率试验。此外，武汉岩土所研制的快1引言速加载试验机能够进行中等应变率下的岩石动态破坏试验研究。岩石材料的变形和力学特性是岩石力学研究的国内外研制的用于中等应变率的试验装置，基重要方向，是勘察、设计、施工以及科学研究等领域本上能实现满足中等应变率这一条件，但是它们均共同关心的热点问题。而中等应变率加载条件下岩

7、不能实现真实地震波这一特殊波形荷载载人下的中石的变形和强度特性又是其中的难点，针对此问题等应变率试验，而且现存的试验机很少能实现稳定的研究对于完善岩石力学学科体系、确保工程抗震应变率的载人，目前的试验很大一部分使用的是平设计安全合理等具有重要意义。均应变率，这会造成实验结果的难以解释。因此研国内外学者采用不同的加载速率(低应变率发能够进行地震波形荷载作用下稳定中等应变率试(k<10S)、中等应变率(10S<<10s)和高验的装置成为当务之急。应变率(6>10S))对岩石类材料的变形和破坏问题进行了若干研究。目前针对低应变

8、率和高3试验进展应变率加载的研究已近成熟，而针对中等应变率加载方面的研究相对较少。国内外学者通过中等应变以动载试验机等试验系统为依托，国内外学者率加载实验仪器研制及相关试验、数值仿真模拟等进行了大量的中等应变率试验，对不同的岩石，特别手段针对此问题进行了研究，取得了不少成果。但是硬花岗岩、石灰岩等进行了大量的试验。L