›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S1): 156-162.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

开挖卸荷对砂岩力学特性影响试验研究

王瑞红1,李建林1,蒋昱州2,陈 星1,王 宇1   

  1. 1. 三峡大学 三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北 宜昌 443002;2. 长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010
  • 收稿日期:2010-04-29 出版日期:2010-08-10 发布日期:2010-09-09
  • 作者简介:王瑞红,女,1981年生,博士,讲师,主要从事边坡岩体开挖卸荷力学特性方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 50909052,No. 50779029);校青年基金项目(No. KJ2009A005)

Experimental study of influence of excavation unloading on mechanical properties of sandstone

WANG Rui-hong1,LI Jian-lin1,JIANG Yu-zhou2,CHEN Xing1,WANG Yu1   

  1. 1. Key Laboratory of Geological Hazards on Three Gorges Reservoir Area of Ministry of Education, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of the Ministry of Water Resources, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China
  • Received:2010-04-29 Online:2010-08-10 Published:2010-09-09

摘要:

卸荷作用广泛存在于人类的工程活动和地质作用过程中,岩体在卸荷条件下的力学特性研究一直是工程界探讨的热点问题之一。根据实际边坡工程开挖后应力变化状态确定试验方案,进行了砂岩三轴卸荷破坏试验,研究了卸荷状态下岩体的应力应变特征、破坏特征及力学参数变化规律,并与加载破坏试验数据进行了对比分析。试验结果表明,卸荷破坏时岩样变形模量随着卸荷量的增加可降低5%~42%左右,二者之间的关系可用指数函数拟合;卸荷破坏时岩体的峰值应变随围压线性增长,残余应变与围压无明显关系;相比于加载破坏,卸荷破坏时岩体凝聚力c值降低了4%左右,内摩擦角? 增加了12%左右;卸荷速率对岩样强度和变形参数有较大影响;卸荷条件下岩体破坏具有沿卸荷方向强烈扩容特征,主要表现为张剪破坏,并伴随有环向裂纹,初始围压越高,卸荷程度越强烈,岩体的破碎程度越高。

关键词: 砂岩, 卸荷, 试验, 力学参数

Abstract:

The phenomenon of unloading occurs widely in human project activities and the geological process. The research of rock mass mechanical properties under unloading conditions has been one of the hot topics of engineering all the time. Based on the results of three-dimensional unloading tests, the stress-strain characteristics, the destructions and the law of mechanical parameters variation of sandstone have been discussed and compared with the law of loading tests. It is shown that: the deformation modulus of rock mass can be reduced by 5%-42% at continued unloading condition; the higher the initial confining pressure, the greater the deformation modulus reduced; the relationship between them could be fitted by the exponential function; the peak strain increased linearly with the confining pressure when the rock mass damaged under unloading condition, and the residual strain had no significant relationship with the confining pressure; compared with loading destructions, cohesion c of rock mass damaged under unloading condition reduced by 4%, and internal friction angle ? increased by 12%; the speed ratio of unloading has great influence on the strength and deformation parameters of sandstone; the damage characteristics of rock samples indicate that strong expansion along the direction of unloading and circumferential cracks are presented in process of unloading; different from compression and shear failure under loading conditions, unloading damage is characterized by strong tensile and shear fracture; the higher the initial confining pressure, the stronger the degree of unloading and the higher the degree of fragmentation.

Key words: sandstone, unloading, tests, mechanical parameters

中图分类号: 

  • TU 45
[1] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[2] 金青, 王艺霖, 崔新壮, 王成军 , 张珂, 刘正银, . 拉拔作用下土工合成材料在风化料-废弃轮胎 橡胶颗粒轻质土中的变形行为研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 408-418.
[3] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[4] 杨振兴, 陈健, 孙振川, 游永锋, 周建军, 吕乾乾, . 泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 501-508.
[5] 张峰瑞, 姜谙男, 杨秀荣, 申发义. 冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 509-519.
[6] 左永振, 赵娜. 极端条件下心墙泥浆料的渗透反滤试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 520-526.
[7] 王立业, 周凤玺, 秦虎, . 饱和盐渍土分数阶蠕变模型及试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 543-551.
[8] 吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[9] 闫超萍, 龙志林, 周益春, 旷杜敏, 陈佳敏, . 钙质砂剪切特性的围压效应和粒径效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 581-591.
[10] 梁珂, 陈国兴, 刘抗, 王彦臻, . 饱和珊瑚砂最大动剪切模量的 循环加载衰退特性及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 601-611.
[11] 梁珂, 何杨, 陈国兴, . 南沙珊瑚砂的动剪切模量和阻尼比特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 23-31.
[12] 王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38.
[13] 王培涛, 黄正均, 任奋华, 章亮, 蔡美峰, . 基于3D打印的含复杂节理岩石直剪特性 及破坏机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 46-56.
[14] 杨福见, 胡大伟, 田振保, 周辉, 卢景景, 罗宇杰, 桂树强, . 高静水压力压实作用下疏松砂岩渗透 特性演化及其机制[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 67-77.
[15] 张志韬, 王海军, 汤雷, 赵初, 李汉章, 苏正洋, . 基于3D-ILC含偏心内裂纹半圆弯拉断裂特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 111-122.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 魏龙海,王明年,赵东平,吉艳雷. 翔安海底公路隧道陆域段变形控制措施研究[J]. , 2010, 31(2): 577 -581 .
[2] 陈运平,王思敬. 多级循环荷载下饱和岩石的弹塑性响应[J]. , 2010, 31(4): 1030 -1034 .
[3] 陈 宇,张庆贺,朱继文,姚海明. 双圆盾构穿越下立交结构的流-固耦合数值模拟[J]. , 2010, 31(6): 1950 -1955 .
[4] 贾 强,张 鑫. 板式基础托换法开发地下空间施工过程的数值分析[J]. , 2010, 31(6): 1989 -1994 .
[5] 顾绍付,刘仰韶,刘仕顺. Asaoka法推算软基沉降偏差的修正方法探讨[J]. , 2010, 31(7): 2238 -2240 .
[6] 高树生,钱根宝,王 彬,杨作明,刘华勋. 新疆火山岩双重介质气藏供排气机理数值模拟研究[J]. , 2011, 32(1): 276 -280 .
[7] 李雄威,孔令伟,郭爱国. 气候影响下膨胀土工程性质的原位响应特征试验研究[J]. , 2009, 30(7): 2069 -2074 .
[8] 宋勇军,胡 伟,王德胜,周军林. 基于修正剑桥模型的挤密桩挤土效应分析[J]. , 2011, 32(3): 811 -814 .
[9] 孙德安,孟德林,孙文静,刘月妙. 两种膨润土的土-水特征曲线[J]. , 2011, 32(4): 973 -0978 .
[10] 鲁 涛,王孔伟,李建林. 库水压力作用下砂岩破坏形式的探究[J]. , 2011, 32(S1): 413 -0418 .