岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (3): 799-812.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0660

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

极弱胶结岩体再生结构的形成机制 与力学特性试验研究

孟庆彬，钱唯，韩立军，蔚立元，王丛凯，周星   

  1. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116
  • 收稿日期:2019-04-14 修回日期:2019-08-29 出版日期:2020-03-11 发布日期:2020-05-25
  • 作者简介:孟庆彬，男，1985年生，博士，副研究员，主要从事岩体加固理论与应用技术的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（No.51704280，No.51574223，No.51579239）；中国博士后科学基金项目（No.2015M580493，No.2017T100420）；山东省土木工程防灾减灾重点实验室开放课题项目（No.CDPM2014KF03）。

Experimental study on formation mechanism and mechanical properties of regenerated structure of very weak cemented rock mass

MENG Qing-bin, QIAN Wei, HAN Li-jun, YU Li-yuan, WANG Cong-kai, ZHOU Xing   

  1. State Key Laboratory for Geomechanics add Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China
  • Received:2019-04-14 Revised:2019-08-29 Online:2020-03-11 Published:2020-05-25
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51704280, 51574223, 51579239), the China Postdoctoral Science Foundation (2015M580493, 2017T100420) and the Opening Project Fund for Shandong Provincial Key Laboratory of Civil Engineering Disaster Prevention and Mitigation(CDPM2014KF03).

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摘要： 极弱胶结岩体中黏土矿物成分含量较高，胶结程度较差，胶结物为泥质胶结，对水敏感，可塑性强；基于土体固结与杠杆加载原理，自主研制了极弱胶结岩体再生结构形成试验装置，确定了再生结构岩样分级加载与固结稳定方法，形成了不同含水率极弱胶结岩体再生结构岩样，揭示了极弱胶结岩体再生结构的形成条件与形成过程。开展了不同含水率再生结构岩样的单轴与三轴压缩试验，揭示了再生结构岩样的变形及强度参数与应力状态、含水率变化的演化规律。分析了极弱胶结岩体再生结构岩样的全应力?应变曲线特性，揭示了其体积应变的演化规律；通过对极弱胶结岩体再生结构岩样单轴与三轴压缩试验破坏模式的分析，反映出极弱胶结岩体再生结构岩样的破坏模式受含水率影响较大。

关键词: 极弱胶结岩体, 自制试验装置, 结构重组, 力学特性, 破坏模式

Abstract: Clay minerals in very weak cemented rock mass are often high in content. Due to the argillaceous cementation, the cementation of this rock is poor and sensitive to water, and has strong plasticity. Based on the principle of soil consolidation and lever loading, an experimental device for regenerative structure formation of very weakly cemented rock mass was developed independently, and the method of graded loading and consolidation stabilization was determined. At the same time, the rock samples of regenerated structure rock mass with very weakly cementation at different moisture ratios were formed, and its formation condition and process was revealed. Uniaxial and triaxial compression tests were performed on the rock samples with different moisture ratios, the deformation laws of the rock samples, and the relationships between strength parameters and stress state and moisture ratio were revealed. The total stress-strain curve characteristics of the structural rock samples were analyzed, and the evolution law of volumetric strain was revealed. By analyzing the failure modes of uniaxial and triaxial compression tests of the rock samples, it was found that the failure modes of the rock samples are greatly affected by moisture ratio of cementation.

Key words: very weakly cemented rock mass, self-developed experimental device, structural reorganization, mechanical properties, failure mode

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  • TD325.4
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