›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (S2): 151-157.doi: 10.16285/j.rsm.2017.S2.020

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

卸载速率对北山花岗岩强度影响研究

王超圣1,周宏伟1,何树生1,王子辉1,刘建锋2   

  1. 1.中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083;2. 四川大学 水利水电学院,四川 成都 610065
  • 收稿日期:2017-07-08 出版日期:2017-11-23 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 周宏伟,男,1965年生,博士,教授,博士生导师,主要从事工程力学与岩石力学方面的教学与研究工作。E-mail: zhw@cumtb.edu.cn E-mail:wchsh163@163.com
  • 作者简介:王超圣,男,1988年生,博士研究生,主要从事地下工程动力灾害预测与防治技术的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 51674266);十三五国家重点项目(No. 2016YFC0600704)。

Effect of unloading rates on strength of Beishan granite

WANG Chao-sheng1, ZHOU Hong-wei1, HE Shu-sheng1, WANG Zi-hui1, LIU JIan-feng2   

  1. 1. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China; 2. School of Water Resources and Hydropower, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065, China
  • Received:2017-07-08 Online:2017-11-23 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51674266) and the State Key Research Development Program of China(2016YFC0600704).

摘要: 为了更准确地认识卸荷速率对北山花岗岩力学性质的影响,使用MTS815岩石试验系统进行了不同围压下不同卸荷速率的三轴试验。试验采用加轴压卸围压的方式,设置0.1、1.5、2.0 MPa/min 三种围压卸载速率,轴压加载速率是围岩卸载速率的10倍,初始围岩设置为5、10、15、20、30 MPa。加卸载过程用力控制,试验过程中用轴向引伸计和环向引伸计记录轴向变形和环向变形,研究加载速率对岩石强度、c、φ值的影响,并基于弹性能建立卸载速率影响系数。研究结果表明,(1)卸载试验岩石破坏均表现明显的脆性破坏特征,随着卸载速率增加,强度升高;(2)随着卸载速率增加,c值增大,φ值基本不变;(3)卸载速率主要通过应力调整滞后和卸载附加应力对岩石强度、c、φ值造成影响;(4)基于弹性能建立了影响系数,表征卸载速率对岩石破坏的影响程度,表明同一围压下卸载速率增加,影响系数增大,岩石破坏剧烈程度增加,同一卸载速率时,围压增加,影响系数减小,受围压的限制,岩石破坏剧烈程度降低。

关键词: 北山花岗岩, 卸载速率, 岩石强度, 影响系数

Abstract: By means of axial loading and unloading of confining pressure, a series of unloading triaxial tests with different unloading rates and different confining pressures is performed using MTS815 rock test system to understand exactly the influence of unloading rate on strength of Beishan granite. Unloading rate is 0.1, 1.5, 2.0 MPa/min,respectively axial loading rate is 10 times of unloading rate of confining pressure; initial confining pressure is set as 5, 10, 15, 20, 30 MPa, axial and circumferential deformation are recorded by axial and circumferential extensometer; influence coefficient is put forward by elastic energy. The results show that: Specimens all show brittle fracture properties; strength increase with unloading rate increasing; c increase with unloading rate increasing; but φ remain the same with unloading rate increasing. The effect of unloading rate on strength, c and φ is caused by stress adjustment hysteresis and extra tensile stress. Influence coefficient is put forward based on elastic energy to determine unloading rate on destroy severity, destroy severity increase with influence coefficient increasing; in the same confining pressure influence coefficient increase with unloading rate increasing, which indicate unloading rate promote destroy severity. but in the same unloading rate influence coefficient decrease with confining pressure increasing, which indicate confining pressure reduce destroy severity.

Key words: Beishan granite, unloading rate, rock strength, influence coefficient

中图分类号: 

  • TU452

[1] 谢敬礼,马利科,高玉峰,曹胜飞,刘月妙. 北山花岗岩岩屑-膨润土混合材料导热性能研究[J]. , 2018, 39(8): 2823-2828.
[2] 马池帅,陈卫忠,田洪铭,杨建平,. 基于TBM掘进参数的岩石强度估算方法探讨[J]. , 2017, 38(S2): 295-303.
[3] 林城福,雷国辉, . 一维回弹试验中卸载条件下的负超孔隙水压力响应[J]. , 2017, 38(12): 3613-3618.
[4] 邓朝福 ,刘建锋 ,陈 亮 ,李 莹 ,向 高,. 不同粒径花岗岩断裂力学行为及声发射特征研究[J]. , 2016, 37(8): 2313-2320.
[5] 余文正 ,陶 忠,杨瑞欣,陈明明,. 土-相邻基础相互作用的地基刚度计算分析[J]. , 2016, 37(6): 1633-1641.
[6] 胡少华, 章 光, 张 淼 ,姜秀玲,陈益峰,. 热处理北山花岗岩变形特性试验与损伤力学分析[J]. , 2016, 37(12): 3427-3436.
[7] 崔 洁,江 权,冯夏庭,高 红. 岩石抗剪强度参数的理论概率分布形态研究[J]. , 2015, 36(5): 1261-1274.
[8] 郝冬雪 ,张永建 ,陈 榕 ,刘春城,. 输电线路掏挖基础极限上拔承载力变分解法[J]. , 2015, 36(1): 163-170.
[9] 张国锋 ,刘志双 ,陈显坤 ,王永望 ,解 毅,. 点荷载法测试易风化泥质岩强度的可靠性分析[J]. , 2014, 35(S1): 292-298.
[10] 周 辉 ,杨艳霜 ,刘海涛,. 岩石强度时效性演化模型[J]. , 2014, 35(6): 1521-1527.
[11] 何满潮 ,赵 菲 ,杜 帅 ,郑茂炯 , . 不同卸载速率下岩爆破坏特征试验分析[J]. , 2014, 35(10): 2737-2747.
[12] 丁海平 ,马俊玲 . 基于场地特征周期的瑞利阻尼确定方法[J]. , 2013, 34(S2): 35-40.
[13] 刘树佳 ,张孟喜 ,吴惠明 ,李 林 . 新建盾构隧道上穿对既有隧道的变形影响分析[J]. , 2013, 34(S1): 399-405.
[14] 杨 淼 ,张忠苗 ,刘念武 ,施茂飞 ,张日红 . 新型螺旋成孔根植注浆竹节管桩抗压性状数值模拟研究[J]. , 2013, 34(7): 2119-2126.
[15] 张社荣,严 磊,孙 博,王 超. 中主应力对硬岩破裂机制的影响[J]. , 2013, 34(5): 1469-1477.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!