大理岩在高应力状态下受小幅循环动力扰动的力学试验

岩石在高应力状态下受循环动力扰动作用的力学性能是影响深部岩体工程长期稳定性的重要因素。在MTS-322电液伺服试验机上,分别改变平均应力和循环应力幅值对深部大理岩试样进行高应力下的单轴小幅循环动力扰动试验。结果表明:循环动力扰动的上限应力小于一定值时,动力扰动对岩石抵抗变形的能力起强化作用;随着平均应力的提高,每次循环动力扰动周期内岩石的变形量增大、岩石破坏的动力扰动数则呈指数减少;当上限应力与岩石静力强度相近时,平均应力和循环应力幅值的改变对岩石的疲劳寿命具有明显影响,它们与破坏时的循环数之间呈负指数关系;随着循环数的增加,不可逆变形和损伤变量均呈现先快速增大、然后低速增加和最后高速增长直至岩石破坏的变化规律,变形模量则呈先急剧增大、然后缓慢减小至最后急剧减小的变化规律,不同应力幅值对岩石损伤的发展速率和发展阶段具有明显影响;静力和循环动力扰动共同作用条件下,大理岩的破坏表现出剪切和张拉疲劳2种特征。

循环动力扰动下花岗岩细观损伤特性试验研究

为研究循环动力扰动下岩石细观损伤特性,本文选取花岗岩为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行循环冲击试验,并结合核磁共振系统(NMR),得到了循环动力扰动后花岗岩孔隙度、横向弛豫时间T2谱分布以及核磁共振图像(MRI).试验结果表明:在岩石弹性极限范围内,动力扰动结束后,岩石材料孔隙度降低;初始与最终横向弛豫时间T2缩短,循环扰动过程促使了小孔隙生成,大孔隙尺寸与数量减小;孔隙度降低不意味着所有类型孔隙的数量均减少,相反小孔隙数量是增加的,大孔隙数量减少是动力扰动后花岗岩孔隙度降低的根本原因.