岩石单轴压缩能量演化分析：从白砂岩到红砂岩的试验研究

"岩石单轴压缩试验中能量演化分析方法-论文" 本文主要探讨了岩石在单轴压缩试验下的能量演化规律，以及如何通过这些规律来理解岩石的力学行为。研究中，作者利用RMT-150b岩石力学测试系统，对白砂岩进行了单轴压缩试验和单轴分级加卸载试验，以相同加载速率进行，旨在揭示能量转换的过程。在分析中，假设疲劳损伤和裂纹界面摩擦不影响弹性能，进而推断出在单轴压缩和单轴分级加卸载试验中，当卸载点荷载相等时，弹性能也应该是相等的。 文章指出，岩石单轴压缩试验过程中的能量主要分为弹性能和耗散能。弹性能代表岩石储存的可恢复的能量，而耗散能则反映了因塑性变形和裂纹扩展造成的能量损失。此外，还存在一种滞回效应耗散能，它能在一定程度上被岩石内部储存，并随荷载增大而线性增加。研究发现，弹性能和塑性耗散能的增长速率均随荷载增大而增加，通过比较弹性能与耗散能的比值，发现在岩石强度的80%左右，这个比值达到最大，与弹性能量指数相等，这表明这种分析方法对于预测岩石能量演化趋势的有效性。 此外，通过红砂岩的单轴循环加卸载试验，进一步验证了这些假设。循环加载下，疲劳损伤和裂纹界面的相互作用对能量演化有显著影响。这种交互作用可能导致岩石力学性质的退化，影响其在工程应用中的稳定性。 综合这些研究，可以得出结论，岩石在单轴压缩过程中的能量变化是多方面的，包括弹性能、塑性耗散能和滞回效应能。理解这些能量演化规律对于预测岩石在矿山开采、隧道掘进等工程环境中的力学响应至关重要，有助于制定更安全、更有效的工程措施。同时，这种分析方法也为深入研究岩石的损伤和破坏机制提供了理论基础，对于提高地下工程的安全性和经济效益具有重要意义。