高应力卸荷条件下硬岩能量演化研究

为探究引水隧洞在开挖过程中岩石破坏过程的能量演化规律,选取磁铁矿石开展了常规三轴及三轴峰前恒轴压卸围压试验。结果表明,在常规三轴试验中,岩石在峰值应力前以弹性应变能存储和耗散应变能消耗为主,在峰值应力后以弹性应变能释放和耗散应变能消耗为主;随着围压的增加,峰前剪切断裂能高于峰后;在卸围压试验中,耗散应变能均以指数函数趋势增加,卸荷速率越快,卸荷段经历时间较短,卸荷点与跌落点之间的耗散能在单位时间内能量增量变化速率越高;基于岩爆动力学M-C准则及卸荷路径下岩石内聚力丧失与岩石耗散应变能,新定义了岩石卸荷过程中的损伤变量,从能量角度揭示了岩石变形破坏的损伤程度。