岩石循环加卸载试验:变形与强度特征分析

需积分: 9 0 下载量 98 浏览量 更新于2024-08-11 收藏 405KB PDF 举报
"循环加卸载下岩样变形与强度特征试验 (2006年)" 本文是一篇关于岩土工程的学术论文,作者通过在伺服试验机上对不同晶粒大小的大理岩样品进行单轴循环加卸载试验,探讨了岩石在循环荷载下的变形与强度特性。研究的核心发现包括以下几点: 首先,岩石材料表现出了显著的记忆效应。在循环加卸载过程中,岩样的外包络线与单调加载的应力-应变曲线相匹配,但加载和卸载路径无法完全重合,这意味着应力与应变之间并没有简单的线性对应关系。线性变形并不等同于弹性变形,这反映了岩石的非线性力学行为。 其次,循环加卸载对岩石的力学参数影响不大。尽管在试验中观察到参数的轻微变化,但这些偏差仍在正常的离散范围内,表明岩石的总体力学特性相对稳定。具体来说,杨氏模量(反映材料刚性的参数)和能耗在循环过程中不是恒定的。 进一步,文章指出在弹性阶段,即岩石未达到屈服状态时,平均杨氏模量基本保持一致,这可以有效地表征岩石的变形特性。此外,不同阶段的能量消耗有所不同:弹性阶段能量消耗较少,而在裂隙压密、屈服和破坏阶段,能量消耗显著增加,揭示了岩石破坏过程中的能量积累和释放机制。 对于软弱岩样,实验结果显示其在加卸载过程中需要消耗更多能量,这可能与其结构不稳定性有关,对工程设计和预测有重要启示。文章还引用了其他研究,比如某些工作表明循环加载能帮助岩石逐步释放能量,降低冲击破坏的风险,另一些研究则发现杨氏模量会随着循环次数的增加而变化,尤其是前几次循环,卸载后再加载可能导致杨氏模量下降。 这项研究加深了我们对循环荷载下岩石力学行为的理解,对于评估地下工程的稳定性,以及优化岩体结构的设计和施工策略具有重要的理论与实际意义。通过这样的试验,可以更准确地预测和控制岩石在实际工程条件下的响应,从而提高工程的安全性和经济效益。