蠕变影响下的裂隙岩石单轴强度与裂纹扩展

"蠕变作用后裂隙类岩石单轴强度和裂纹扩展规律试验研究" 蠕变作用是地质材料，尤其是岩石在长期荷载作用下发生的缓慢变形现象。在裂隙类岩石中，这种现象可能导致岩石性质的变化，进而影响其力学性能。本研究主要关注蠕变作用对裂隙类岩石单轴抗压强度、破坏形式以及裂纹扩展规律的影响。 实验设计采用了预制的单裂隙类岩石试件，将试件分为两组。一组首先进行单轴蠕变试验，随后在同一应力水平和时间下进行单轴压缩试验。另一组则直接进行单轴压缩试验作为对比。实验结果显示，裂隙角度对蠕变影响的强度有显著影响。当裂隙角度减小时，蠕变导致的强度降低效应更为明显，即蠕变作用呈现劣化效果。相反，随着裂隙角度的增大，蠕变可能产生强化效应，使得岩石的抗压强度得到提高。 在蠕变作用后的试件中，单轴压缩试验过程中的压密阶段变得不明显，尤其在裂隙角度较小的情况下，峰值应力区域扩大，这意味着蠕变可能导致岩石在更早的阶段达到破坏。此外，蠕变作用使试件的弹性模量增大，但随着裂隙角度增加，弹性模量呈现下降趋势，表明裂隙角度对岩石的刚度有显著影响。 在裂纹扩展规律方面，蠕变作用的影响与裂隙角度密切相关。在裂隙角度较小的情形下，蠕变作用对裂纹扩展的影响尤为突出，改变了原有的破坏机制。这可能是由于蠕变过程中裂隙周围材料的微结构变化，导致了新的应力集中区和次生裂纹的形成。 这项研究对于理解裂隙类岩石在地下工程、矿山开采、地质灾害预测等领域的重要性不容忽视。蠕变效应可能导致岩石稳定性降低，增加工程风险，因此在实际应用中必须考虑蠕变对岩石性能的改变，以便进行更准确的安全评估和工程设计。 关键词：裂隙类岩石；蠕变作用；单轴抗压强度；失效形式；次生裂纹 该研究通过实验揭示了蠕变对裂隙类岩石力学性能的具体影响，为后续的岩石力学分析、工程设计和灾害防治提供了重要的理论依据。同时，也强调了在考虑地质材料行为时，不能忽视蠕变这一重要因素，特别是在含有裂隙的岩石中。