岩石高温高压两刚一柔型真三轴时效力学试验系统研制与应用

为研究深部地下工程岩体在高温高压条件下开挖响应问题,自主研制岩石高温高压两刚一柔型真三轴时效力学试验系统。该系统主要包括用于施加最大主应力(σ_(1))和中间主应力(σ_(2))的刚性应力加载系统,施加最小主应力(σ_(3))的柔性应力加载系统,温度伺服控制系统及可扩展部分;在σ_(1)和σ_(2)方向上刚性加载力最高2000 kN,σ_(3)方向柔性加载的最大压力为70 MPa。该系统设计采用50 mm×50 mm×100 mm的标准岩石试样,可在最高250℃的长时高温下进行真三轴、蠕变以及循环加卸载等多种应力路径试验。应用该系统研究高温(60℃,100℃,150℃,200℃)高压(σ_(2)=30 MPa,σ_(3)=20 MPa)条件下北山花岗岩强度与变形特征、高温条件下锦屏大理岩真三轴蠕变行为。结果表明,北山花岗岩峰值强度和弹性模量随温度升高而呈现出先增大后减小的趋势,转折点出现在150℃。锦屏大理岩80℃下真三轴蠕变曲线可明显观察到衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变过程。该系统为认知高温高压下岩石真三轴力学特性提供了一种新的有效手段。