基于应力归还控制的岩石荷载速率依存性研究

采用应力归还伺服控制方法,对I和II类岩石荷载速率依存性进行研究。首先,运用变阻器技术,实现伺服试验机应力归还控制,能对岩石峰后进行稳定控制,完整地获得岩石的全应力–应变曲线。其次,对I(田下凝灰岩、荻野凝灰岩)和II类岩石(江持安山岩、井口砂岩)进行恒定荷载速率、交替荷载速率和加载–卸载–加载组合试验,组合试验对弹性和非弹性应变成功地进行了分离,得到非弹性应变和应力的对应关系。试验结果表明,破坏强度、破坏应变、杨氏模量和破坏寿命具有明显的荷载速率特性。最后,对峰前区域的荷载速率依存性常数n提出了3种求解方法,为研究岩石的速率效应奠定了基础。

基于应力归还法的单轴拉伸伺服控制试验系统的研制与应用

根据岩石广义应力松弛特性试验研究的需要,自主研制了基于应力归还法的单轴拉伸伺服控制试验系统。该系统的(1)实现了应力归还法控制,既能单独控制加载传统的位移、应力,也可伺服控制应力-应变线性组合;(2)测量、控制系统采用硬件实现而非计算机软件,结构简单紧凑,系统动作反应时间短,性能稳定可靠,升级改造空间大;(3)控制及监测数据均采用模拟信号传输,试验过程控制及数据采集精度均较高;(4)采用高强度粘接剂直接拉伸,使试件完全处于被拉伸状态,能更真实地模拟工程实际中岩体的受力状态。采用该试验系统,对田下凝灰岩进行了拉应力条件下的广义应力松弛试验,试验结果表明,其具有较好的实用性和可靠性,为研究工程实际中岩石受拉应力作用下的广义应力松弛力学性质提供了新的试验方法及手段。