不同卸荷路径下泥岩蠕变特性研究

论文摘要

岩石在荷载作用下不仅表现出弹性与塑性,而且还具有与时间相关的流变性。工程实践中,岩石流变现象随处可见,因而岩石流变所造成的危害不容忽视,如高边坡开挖支护后,坡体仍会随时间产生变形甚至破坏。本文以导师国家自然科学基金项目为依托,以贵州省某高速公路高边坡为工程背景,利用Rock 600-50PLUS型多功能岩石三轴测试系统对从该高边坡采集的泥岩进行不同卸荷路径下的蠕变试验,探究该泥岩在不同应力状态下的蠕变特性,建立泥岩不同卸载条件下的蠕变模型,利用Origin软件对试验所得的蠕变曲线进行参数识别,并利用参数反演对参数的合理性进行验证。具体研究内容及结论如下:（1）从贵州省某高速公路高边坡施工现场采集侏罗系中统遂宁组中风化泥岩,在实验室内加工成标准试件,通过对其开展常规单轴压缩和三轴压缩试验,测得泥岩的弹性模量、泊松比、抗压强度、粘聚力和内摩擦角等基本力学参数。（2）开展了恒定轴压逐级卸载围压与等比例逐级同时卸载轴压和围压两种不同卸荷路径下的蠕变试验。通过对蠕变曲线的分析,发现泥岩主要表现为衰减蠕变与稳态蠕变两个阶段;对恒轴压卸荷,偏应力水平较低时,泥岩表现为衰减蠕变,偏应力水平较高时,泥岩表现为衰减蠕变与稳态蠕变;对等比例卸荷,偏应力水平较高时,泥岩表现为衰减蠕变,偏应力水平较低时,泥岩表现为衰减蠕变与稳态蠕变。确定了不同轴压下泥岩的长期强度,轴压为75.32MPa时,其长期强度在59.32MPa到63.32MPa之间,轴压为53.80MPa时,泥岩的长期强度在41.80MPa到45.80MPa之间。对不同应力状态下泥岩的蠕变速率与蠕变量进行了分析。（3）将两种不同卸荷路径下泥岩蠕变速率和破坏形态进行对比分析,发现等比例卸荷路径下泥岩蠕变速率的衰减速度更快,两种卸荷路径下岩样的破坏方式均为压剪破坏,但恒轴压卸荷路径下蠕变速率衰减更慢,内部损伤积累相对较大,因而破坏形态更为破碎。（4）对泥岩三轴卸载蠕变曲线特征进行分析,确定了Burgers模型为其不同三轴卸载条件下的蠕变模型,利用Origin软件中的LM算法,根据蠕变方程对三轴卸载蠕变试验曲线进行非线性拟合,获得了各级应力条件下的蠕变参数,并利用参数反演确定了泥岩三轴卸载条件下蠕变参数的参考值,为取样高边坡长期稳定性的分析提供参考。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张黄梅

导师: 任青阳

关键词: 恒轴压卸载,等比例卸载,蠕变试验,蠕变模型,参数识别

来源: 重庆交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 重庆交通大学

基金: 国家自然科学基金“强卸荷条件下岩体流变特性对高边坡锚固效果影响研究”

分类号: TU45

DOI: 10.27671/d.cnki.gcjtc.2019.000051

总页数: 93

文件大小: 5797K

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