循环三轴等增幅荷载下斜长花岗岩损伤演化研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:blueuser
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
如何评价损伤导致的岩体质量劣化已成为大型工程建设的热点问题。本文依托导师国家自然科学基金项目(NO.4127233)一类不对称发育的深卸荷形成演化机制,以金沙江叶巴滩水电站右岸新鲜斜长花岗岩为研究对象,以探究“深部变形破裂”发育过程中的岩石损伤演化规律为目的,通过室内常规三轴加、卸载试验以及循环三轴等增幅加、卸载试验与同步声发射采集,得到了不同赋水状态和不同围压下斜长花岗岩的变形破坏特征以及声发射变化规律,进一步分析其损伤演化过程,主要研究成果如下:(1)相比常规三轴压缩条件下,循环三轴等增幅荷载条件下的弹性模量有明显降低,且随着围压的增加其降低幅度更大。表明在循环加卸载作用下,斜长花岗岩强度更容易发生劣化,并且随着围压的增加这种现象更加显著。(2)对比天然、饱和两种状态下的循环三轴等增幅荷载试验结果,饱和状态时在5MPa围压下,峰值抗压强度下降百分比为13.84%;在10MPa围压下,下降百分比为7.99%;在20MPa围压下,下降百分比为10.58%;在30MPa围压下,下降百分比为15.89%。这表明地下水的存在对岩体的力学性质劣化比较明显。(3)在常规三轴压缩试验中,围压为5MPa、10MPa的天然试样,其峰后变形、破坏发展方式呈非稳定破裂传播型(Ⅱ型),在30MPa围压下呈稳定破裂传播型(I型)。在循环三轴等增幅荷载试验中,天然试样与饱水试样峰前的塑性变形量很小表现出明显脆性特征,其峰后变形方式均呈非稳定破裂传播型(Ⅱ型)(4)在常规三轴压缩试验中与循环三轴等增幅荷载试验中,岩石的破裂性质具有较强的张剪性破裂特征。随着围压的增大,试样的主裂纹与主应力夹角逐渐增大,但总体在15°~35°之间,次裂纹与主应力的夹角整体上也逐渐增大,并逐渐从张性破坏过渡到张剪破坏,这说明岩样的剪切属性比重逐渐增加。(5)常规三轴的声发射特征:压密与弹性变形阶段,声发事件数极少,相较整个变形过程的事件总数,所占比重在1%~3%之间;裂纹稳定发展阶段,声发射事件数有一定的增长,KN值在3.5%~7%之间,相较前面两个阶段所占比重增加;裂纹不稳定发展阶段,KN值是裂纹稳定阶段的10倍甚至20倍,声发射事件数急剧增加。(6)循环三轴的声发射特征:声发射空白期,累计声发射振铃计数曲线近乎水平,KN值极小,均值在5%之间。声发射匀速增长期:累计声发射振铃计数曲线随时间呈阶梯状匀速上升,KN值平均为15%。声发射加速增长期:累计声发射振铃计数曲线随时间呈加速增长趋势,KN值平均为80%,声发射事件数主要集中在这一阶段。天然试样循环初期会间断地或持续地出现Kaiser效应,当应力超过某一值时,开始产生Felicity效应;循环三轴饱水试样在循环过程中不出现Kaiser效应仅产生Felicity效应。(7)循环三轴等增幅荷载条件下斜长花岗岩损伤演化过程: a)损伤初期,岩石累计残余应变与累计耗散能基本为0,且KN值基本可忽略不计,该阶段岩石内并未有破裂点的产生,损伤值为0;b)损伤平稳期,残余应变变化幅度极小,耗散能增长缓慢,累积声发射振铃计数曲线近乎呈平直线,KN值在0.1%~10%之间,岩石内部有新的破裂点产生,损伤开始累积,但相较于整个破坏过程,该阶段的损伤值可忽略。c)损伤匀速增长期,残余应变逐渐减小,耗散能快速增长,累积声发射振铃计数曲线呈阶梯状等速增加,KN值在4%~20%之间,岩石内部有大量新的破裂点产生,破裂点逐渐形成新的裂纹,事件数的比重系数也较大,直接导致损伤的开始。d)损伤加速增长期,残余应变逐渐增加,耗散能急速增长,累积声发射振铃计数曲线呈阶梯状加速增加,KN值在77%~96%之间。岩石内部有大量新的破裂点产生,形成新的裂纹或是原有裂纹逐渐扩展、汇集成宏观裂纹,最终发展为贯通性破坏面,导致岩石的整体破坏,损伤在这一阶段急速累积,这一阶段的破裂点基本占整个阶段的4/5,岩石的损伤破坏主要通过这一阶段实现。
其他文献
该文针对中国目前房地产估价行业的现状与问题,在分析探讨房地产估价理论与方法的基础上,选取了房地产估价方法中最常用的市场比较法作为研究对象,以模糊数学聚类分析和市场
该论文首先阐述了不能单纯用对比同样设防烈度地面运动峰值加速度条作下设计地震力取值的高低不评价各国抗震设计规范的安全水准,而必须用"设计地震力-延性"联合准则来进行评
该文主要针对承重型竖向网架结构运用有限元结构分析程序SAP90对其进行了系统的静、动力特性及地震反应分析.文中不仅揭示了该因型结构的乍振特性变化规律以及水平地震作用及
该文在对SBR工艺进行简要介绍的基础上,分析讨论了国内外关于活性污泥法控制问题的研究状况.针对目前多数研究都是集中在连续流活性污泥法,而SBR是广泛用于处理工业废水的理
该文根据对建筑公司内部日常人力资本管理工作几个基本组成部分:工作分析与工作设计、建立档案系统、人力资源培训开发、人力资源规划、人力资源招聘、绩效评估、人力资本核
根据砌体结构当前发展情况和软件开发的任务,该文的工作主要分四部分,其一为按规荡进行交互式验算的软件系统开发.该系统包括荷载计算、高厚比验算、材料的力学性质计算、砌
城市综合管理绩效评价,是城市管理的一项重要的基础性工作。建立科学合理的城市综合管理绩效评价体系对于提升城市管理效率,实现城市管理标准化具有重要的理论意义和现实意义。
伴随我国铁路运输事业的迅猛发展,大量既有线运力不能满足要求而亟待提速改造。在软土地区,既有线提速时往往面临路基沉降量大、路床病害多,路桥过渡差异沉降严重等严峻的路
该文开展了以下工作:首先,人工程实际需要出发,选择了混凝土碳化和氯盐侵蚀这两个环境指标.在充分了解国内外相近研究成果的基础上,从材料学科的角度分析了预应力结构耐久性
加筋土是在土中加入抗拉材料,以改善土的工程性质.该文针对目前加筋土研究中存在的问题,作了一些探讨性的工作,主要侧重于加筋土挡墙的性状及设计方法的研究.(1) 加筋土的离