高地应力条件下卸荷速率对锦屏大理岩力学特性影响规律试验研究_黄润秋

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1、第29卷第1期岩石力学与工程学报Vol.29No.12010年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2010高地应力条件下卸荷速率对锦屏大理岩力学特性影响规律试验研究11，2黄润秋，黄达(1.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，四川成都610059；2.重庆大学土木工程学院，重庆400045)摘要：岩石所处的初始应力状态及开挖等工况诱发的卸荷速率大小对其力学特性具有明显的影响，通过室内三轴卸荷试验和破裂断口的SEM细观

2、扫描分析，研究高应力环境中不同卸荷速率下锦屏一级水电站大理岩的变形破0裂及强度特征。卸荷速率vu和初始围压σ3越大，岩石脆性及张性断裂特征愈明显，快速双向卸荷时甚至可在次0卸荷方向产生张拉裂缝。张性破裂断口细观形态随vu和σ3的增大依次呈现“树枝形张裂状”、“千层饼形撕裂0状”和“近光滑平面形弹射状”；卸荷过程中轴向压缩应变增量Δε1随vu和σ3增大而减小，而侧向膨胀应变增量Δε3却增大；不同的卸荷变形阶段卸荷速率vu对变形模量E的影响规律不同，峰前E随vu的增大而增大，而峰值0E随vu增大先逐渐

3、增大再迅速降低；卸荷过程中岩石的泊松比μ逐渐增大，并随vu和σ3增大而显著，特别是从峰值点后；相对于加载试验，卸荷条件下岩体的黏聚力c大大减小，而内摩擦角ϕ却有少量增大，vu越快，c减小得越多，ϕ增大的较少。关键词：岩石力学；三轴卸荷试验；电镜扫描；卸荷速率；变形破坏；力学参数中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2010)01–0021–14EXPERIMENTALRESEARCHONAFFECTIONLAWSOFUNLOADINGRATESONMECHANICALPR

4、OPERTIESOFJINPINGMARBLEUNDERHIGHGEOSTRESS11，2HUANGRunqiu，HUANGDa(1.StateKeyLaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu，Sichuan610059，China；2.CollegeofCivilEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing40

5、0045，China)Abstract：Themechanicalpropertiesofrocksareobviouslyaffectedbyinitialstressstateandunloadingratesthatarecausedbyexcavation.Basedontriaxialunloadingandscanningelectronmicroscopy(SEM)analysis，thedeformation，breakage，andstrengthfeaturesofmarble

6、samplesoftheJinpingFirstHydropowerStationunderdifferentunloadingratesandgeostressconditionsarestudied.Withunloadingratesvuandinitialconfining0pressureσincreasing，thebrittleruptureandtensilecharacteristicsofrockaremoreobvious.Thereareannular3tensilecra

7、cksinsecondaryunloadingdirectionwhentherocksamplesareunloadedintwodirections；andthemeso-shapesofthetensilefracturesurfaceunderSEMconsequentlyarepresentedwithbranch-tension，andmultilayerbiscuit-lancinatedandslipperyplane-ejectedshapes.Theaxialstraincom

8、pressionincrementΔεis1graduallyreduced，buttheconfiningexpansionstressΔεisincreasedduringtheprocessofunloading.The3influenceofunloadingratevuondeformationmodulusEisdifferentatthedifferentdeformationstagesduringprocessofunloading.Thedeformationm