巖石加荷破壞彈性能和耗散能演化特性

張黎明,高 速,任明遠,王在泉,馬紹瓊

(1.青島理工大學理學院,山東青島 266033;2.青島理工大學藍色經濟區工程建設與安全山東省協同創新中心,山東青島 266033;3.中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,江蘇徐州 221008)

巖石加荷破壞彈性能和耗散能演化特性

張黎明1,2,3,高 速1,任明遠1,王在泉1,馬紹瓊1

(1.青島理工大學理學院,山東青島 266033;2.青島理工大學藍色經濟區工程建設與安全山東省協同創新中心,山東青島 266033;3.中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,江蘇徐州 221008)

開展大理巖、灰巖和砂巖的常規三軸試驗,研究巖石變形過程的能量非線性演化特征。結果表明:巖樣屈服前外力功大部分轉化為彈性應變能存儲于巖樣內部,耗散能增加的很少,屈服點后耗散能快速增加,彈性能增速變緩。巖石的極限存儲能具有圍壓效應,隨著圍壓增加,巖石破壞時的極限存儲能逐漸增加。極限存儲能還與巖石本身的性質有關,巖石的強度越高,脆性越強,極限存儲能愈大?；規r極限存儲能最大,大理巖極限存儲能次之,砂巖極限存儲能最小。根據彈性能和耗散能的演化規律,構建了巖石變形破壞過程中彈性應變能的非線性演化模型,理論模型與3種巖石的試驗結果吻合較好。

巖石破壞;彈性應變能;耗散應變能;能量演化

準確描述巖體變形破壞規律是進行工程安全穩定性評價的前提。一般先通過室內試驗獲得巖體的變形和力學性質參數,然后利用巖石的強度準則或者應變準則對巖體工程進行安全評估?！?br>