›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (7): 1847-1856.doi: 10.16285/j.rsm.2016.07.004

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

围压对黄砂岩疲劳破坏变形特性的影响

卢高明1, 2,李元辉1, 2   

  1. 1. 东北大学 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室,辽宁 沈阳 110819;2. 东北大学 资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819
  • 收稿日期:2015-12-19 出版日期:2016-07-11 发布日期:2018-06-09
  • 通讯作者: 李元辉,男,1968年生,教授,博士生导师,主要从事矿山地压控制和岩石力学等方面的研究工作。E-mail: liyuanhui@mail.neu.edu.cn E-mail:gaoming_lu@foxmail.com
  • 作者简介:卢高明,男,1987年生,博士研究生,主要从事岩石力学与工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 51274055);“十二五”国家科技支撑计划项目(No. 2013BAB02B01);高等学校博士学科点专项科研基金项目 (No. 20130042110010)。

Influence of confining pressure on fatigue deformation properties of yellow sandstone

LU Gao-ming1, 2,LI Yuan-hui1, 2   

  1. 1. Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines, Northeastern University, Shenyang, Liaoning 110819, China; 2. College of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang, Liaoning 110819, China
  • Received:2015-12-19 Online:2016-07-11 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51274055), the National "Twelfth Five-Year" Plan for Science & Technology (2013BAB02B01) and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (20130042110010).

摘要: 为研究三向应力状态下周期荷载对工程岩体长期稳定性的影响,对黄砂岩试样进行了不同围压的常规三轴压缩试验和周期轴向荷载疲劳试验,得到了黄砂岩疲劳破坏的轴向、环向及体积变形特性。试验结果表明:常规三轴轴向周期荷载作用下,黄砂岩疲劳破坏的轴向、环向以及体积变形受到静态应力-应变曲线变形量的控制;疲劳破坏轴向、环向的峰值变形和不可逆变形均符合三阶段倒S型曲线发展演化规律;围压对轴向变形发展规律有一定强化作用,对环向变形发展规律却有所抑制;在疲劳破坏变形过程中,峰值应变?max具有和不可逆应变?p相似的发展规律,弹性应变?e在3个阶段基本保持不变,不可逆应变增量??p的变化规律能够反映3个阶段应变速率的发展演化规律;变形比强度更适合作为岩石疲劳破坏的依据,黄砂岩的疲劳破坏变形特性研究为建立岩石的疲劳破坏力学模型做了基础。

关键词: 岩石力学, 三轴疲劳, 环向变形, 不可逆变形, 应变速率

Abstract: To research the long-term stability of engineering rock mass under triaxial loading, triaxial compression tests and periodic axial load fatigue tests are conducted on yellow sandstone under different confining pressures. Evolution laws of axial deformation, circumferential deformation and volumetric deformation are obtained. The tests results show that: the axial, circumferential and volumetric deformations of fatigue failure of yellow sandstone under conventional triaxial cyclic loading are controlled by the static complete stress-strain curves. The axial and circumferential peak deformations of fatigue failure and irreversible deformation present an inverted S-shaped law of three stages. The confining pressure can promote the development of the axial deformation, but restrain the development of the circumferential deformation. In fatigue failure deformation process, the development of peak strain ?max is similar to that of the reversible strain ?p, elastic strain ?e remains basically unchanged in three stages, and a change law of irreversible strain increment ??p can reflect the evolvement law of the strain rate in three stages. Deformation is more suitable to be used as a fatigue failure criterion of rock rather than strength, and the fatigue deformation properties of yellow sandstone obtained in this paper make the foundation for the establishment of the fatigue failure model.

Key words: rock mechanics, triaxial fatigue, circumferential deformation, irreversible deformation, strain rate

中图分类号: 

  • TU 458

[1] 黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[2] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于Hoek-Brown准则的岩石应变软化模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 939-951.
[3] 马秋峰, 秦跃平, 周天白, 杨小彬. 岩石剪切断裂面接触算法的开发与应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1074-1085.
[4] 张艳博, 孙林, 姚旭龙, 梁鹏, 田宝柱, 刘祥鑫, . 花岗岩破裂过程声发射关键信号时 频特征试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 157-165.
[5] 大久保诚介, 汤 杨, 许江, 彭守建, 陈灿灿, 严召松, . 3D-DIC系统在岩石力学试验中的应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3263-3273.
[6] 张艳博, 梁鹏, 孙林, 田宝柱, 姚旭龙, 刘祥鑫, . 单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射 频谱特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2497-2506.
[7] 马秋峰, 秦跃平, 周天白, 杨小彬. 多孔隙岩石加卸载力学特性及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2673-2685.
[8] 田军, 卢高明, 冯夏庭, 李元辉, 张希巍. 主要造岩矿物微波敏感性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2066-2074.
[9] 加瑞, 雷华阳, . 有明黏土各向异性固结特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2231-2238.
[10] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[11] 苏国韶, 燕思周, 闫召富, 翟少彬, 燕柳斌, . 真三轴加载条件下岩爆过程的声发射演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1673-1682.
[12] 王 宇, 艾 芊, 李建林, 邓华锋, . 考虑不同影响因素的砂岩损伤特征 及其卸荷破坏细观特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1341-1350.
[13] 李晓照, 戚承志, 邵珠山, 屈小磊, . 基于细观力学脆性岩石剪切特性演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1358-1367.
[14] 陈卫忠, 李翻翻, 马永尚, 雷 江, 于洪丹, 邢天海, 郑有雷, 贾晓东, . 并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1213-1220.
[15] 郑广辉, 许金余, 王 鹏, 方新宇, 王佩玺, 闻 名, . 冻融循环作用下层理砂岩物理特性及劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 632-641.
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