含水砂巖圍壓條件下的力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、地下工程巖體處于復(fù)雜的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境中，其力學(xué)性質(zhì)受地下水、地應(yīng)力及外界載荷等因素影響較大。針對(duì)以往試驗(yàn)因素單一的不足，本文進(jìn)行了考慮含水率、應(yīng)變速率和圍壓等因素共同作用下砂巖力學(xué)性能的試驗(yàn)研究。本文以常見(jiàn)的紅砂巖為研究對(duì)象，首先參照含水率巖樣制備的基本方法，進(jìn)行真空抽氣快速制備含水率巖石試樣方法的試驗(yàn)研究，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。然后通過(guò)真空抽氣法快速制備含水砂巖巖樣，在RMT301巖石與混凝土力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行了含水砂巖中低應(yīng)變率下的單軸和

2、三軸壓縮試驗(yàn)，確定三因素對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)的影響規(guī)律，并分析三因素之間的相互影響關(guān)系。最后進(jìn)行含水率和應(yīng)變率下,基于不同分布的砂巖分段損傷本構(gòu)模型比較研究。以求對(duì)地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定提供理論支持。
　　通過(guò)試驗(yàn)研究得出，不同巖石采用真空抽氣法和自然浸水法得到的含水率與試驗(yàn)時(shí)間都呈對(duì)數(shù)關(guān)系。三因素對(duì)砂巖力學(xué)性質(zhì)的影響表現(xiàn)為，含水弱化效應(yīng)、應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)和圍壓硬化效應(yīng)。單軸壓縮時(shí)砂巖的強(qiáng)度、峰值應(yīng)變、彈性模量及變形模量與含

3、水率、應(yīng)變率有較好的擬合關(guān)系，三軸壓縮時(shí)圍壓與砂巖力學(xué)參數(shù)亦有較好擬合關(guān)系，但在圍壓條件下，含水率及應(yīng)變率與砂巖力學(xué)參數(shù)的關(guān)系變得復(fù)雜。三因素之間存在一定的相互影響關(guān)系，整體來(lái)說(shuō)，圍壓的增大，減小了含水弱化效應(yīng)和應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)；含水率的增大，加強(qiáng)了圍壓硬化效應(yīng)，單軸壓縮時(shí)減小了應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)；應(yīng)變速率的增大，削弱了圍壓硬化效應(yīng)，單軸壓縮時(shí)增大了含水弱化效應(yīng)。砂巖的破壞形式受?chē)鷫河绊戄^大，和含水率沒(méi)有明顯關(guān)系，但隨著應(yīng)變速率的增加，更容易