›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (10): 3009-3013.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

循环加载时围压对岩石动力特性的影响

刘恩龙1, 2, 3,黄润秋3,何思明1   

  1. 1.中国科学院 成都山地灾害与环境研究所,成都 610041;2.四川大学 水利水电学院,成都 610065; 3.成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都 610059
  • 收稿日期:2011-04-28 出版日期:2011-10-10 发布日期:2011-10-13
  • 作者简介:刘恩龙,男,1976年生,博士(后),副教授,主要从事岩土材料本构关系和数值分析方面的教学与科研工作
  • 基金资助:

    地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金资助(No. SKLGP2011K006);国家自然基金资助项目(No. 51009103);中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室开放研究基金资助项目(2009年)。

Influence of confining pressure on dynamic properties of rock samples subjected to cyclic loading

LIU En-long1, 2, 3, HUANG Run-qiu3, HE Si-ming1   

  1. 1. Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China; 2. School of Water Resources and Hydropower, Sichuan University, Chengdu 610065, China; 3. State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
  • Received:2011-04-28 Online:2011-10-10 Published:2011-10-13

摘要: 针对砂岩岩样,探讨了在不同围压作用下和轴向循环加载时岩样的动力力学性质,研究围压对砂岩岩样的动力力学性质的影响。采用的试验设备是MTS-815岩石和混凝土试验系统,5组围压分别为10、20、30、40、50 MPa。岩样为汶川地区的干砂岩,轴向荷载施加的频率为1 Hz。结果表明,(1)随着围压的逐渐增加,试样的残余轴向应变和体变逐渐增加,且剪胀发生时的残余体变也逐渐增加;(2)动力荷载作用时岩样在高围压比低围压下的初始刚度和强度高;(3)不同围压作用下,当应力比Rs较大时,岩样在较小的循环次数下发生破坏;(4)试样的破坏模式为剪切破坏,动力荷载作用下试样形成的局部化破坏带更宽。

关键词: 动力特性, 循环荷载, 周围压力, 动力刚度

Abstract: The dynamic properties of intact sandstone samples subjected to axially cyclic loading under confining pressures conditions in the laboratory are presented. Five sets of confining pressures, 10, 20, 30, 40, 50 MPa, were employed by MTS-815 Rock and Concrete Test System. Tests were conducted on dry sandstone samples obtained from areas near “5•12” 2008 Wenchuan Earthquake location with axial loading frequency of 1 Hz and different amplitudes corresponding to different confining pressures. Results demonstrate that: (1) With increased confining pressure, the residual axial and volumetric strain of the rock samples and the residual volumetric strain when dilatancy occurred both become larger. (2) The rock samples subjected to dynamic cyclic loading responded with a significantly higher initial strength and stiffness at higher confining pressures than at lower confining pressures; and the stiffness decreased more rapidly at lower confining pressures than at higher confining pressures. (3) When the stress ratio (Rs) is larger, the sample failed after fewer cycles under confining pressure conditions. (4) The failure modes of the samples are shear failure and the localized band is wider upon dynamic loading.

Key words: dynamic properties, cyclic loading, confining pressure, dynamic stiffnes

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[1] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[2] 余挺, 邵磊. 含软弱土层的深厚河床覆盖层坝基动力特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 267-277.
[3] 唐晓武, 柳江南, 杨晓秋, 俞悦. 开孔管桩动孔压消散特性的理论研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3335-3343.
[4] 张海廷, 杨林青, 郭芳, . 基于SBFEM的层状地基埋置管道动力 响应求解与分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2713-2722.
[5] 王家全, 徐良杰, 黄世斌, 刘政权. 动载下土工格栅加筋桥台挡墙承载性能分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4220-4228.
[6] 杨小彬, 程虹铭, 吕嘉琦, 侯鑫, 聂朝刚, . 三轴循环荷载下砂岩损伤耗能比演化特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3751-3757.
[7] 刘 斌, 许宏发, 董 璐, 马语卿, 李可良, . 岩盐循环荷载下基于DS黏壶的非线性流变模型研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 107-114.
[8] 时 刚,刘忠玉,李永辉. 循环荷载作用下考虑非达西渗流的软黏土一维流变固结分析[J]. , 2018, 39(S1): 521-528.
[9] 程星磊,王建华,王哲学,. 软黏土中吸力锚循环失稳过程的模型试验[J]. , 2018, 39(9): 3285-3293.
[10] 张 炜,李 亚,周松望,蒋正波,吴 非,梁文洲,. 南海北部区域黏土循环动力特性试验研究[J]. , 2018, 39(7): 2413-2423.
[11] 王闵闵,鹿 群,郭少龙,高 萌,沈仲涛,. 循环荷载作用下纤维水泥土动力特性[J]. , 2018, 39(5): 1753-1760.
[12] 任非凡, 何江洋, 王 冠, 赵其华, . 基于交变移动本构模型的粗粒土 动力特性数值解析[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4627-4641.
[13] 卢义玉,韩帅彬,汤积仁,周 雷,李泓涟,廖 引, . 循环荷载下支撑剂的变形及渗透特性试验研究[J]. , 2017, 38(S1): 173-180.
[14] 崔 凯,李永奎. 川西崩坡积混合土循环荷载下非饱和动本构模型[J]. , 2017, 38(8): 2157-2166.
[15] 詹金武,李 涛. 破碎泥岩注浆结石体动力特性的SHPB试验及其数值模拟研究[J]. , 2017, 38(7): 2096-2102.
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[1] 刘清秉,项 伟,张伟锋,崔德山. 离子土壤固化剂改性膨胀土的试验研究[J]. , 2009, 30(8): 2286 -2290 .
[2] 况雨春,伍开松,杨迎新,马德坤. 三牙轮钻头破岩过程计算机仿真模型[J]. , 2009, 30(S1): 235 -238 .
[3] 杜文琪,王 刚. 土工结构地震滑动位移统计分析[J]. , 2011, 32(S1): 520 -0525 .
[4] 鄢治华,刘志伟,刘厚健. 黄河阶地上某电厂高边坡参数选取及其工程治理[J]. , 2009, 30(S2): 465 -468 .
[5] 许振浩 ,李术才 ,李利平 ,侯建刚 ,隋 斌 ,石少帅. 基于层次分析法的岩溶隧道突水突泥风险评估[J]. , 2011, 32(6): 1757 -1766 .
[6] 温世清 ,刘汉龙 ,陈育民. 浆固碎石桩单桩荷载传递特性研究[J]. , 2011, 32(12): 3637 -3641 .
[7] 李顺群 ,高凌霞 ,柴寿喜. 冻土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J]. , 2012, 33(4): 1173 -1177 .
[8] 钟 声 ,王川婴 ,吴立新 ,唐新建 ,王清远. 点状不良地质体钻孔雷达响应特征 ——围岩及充填效应正演分析[J]. , 2012, 33(4): 1191 -1195 .
[9] 孟 振,陈锦剑,王建华,尹振宇. 砂土中螺纹桩承载特性的模型试验研究[J]. , 2012, 33(S1): 141 -145 .
[10] 罗 刚 ,胡卸文 ,顾成壮 . 强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机制及启动速度研究[J]. , 2013, 34(2): 483 -490 .