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峰前循环扰动下的深埋花岗岩特征参数演化规律与损伤变量研究
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作者 张胜 徐鼎平 +2 位作者 石汉明 吴小刚 易明尚 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期73-87,共15页
深部地下厂房开挖过程中所产生的循环扰动会导致围岩损伤,从而降低围岩力学性质。为揭示叶巴滩水电站地下厂房中深埋花岗岩在循环扰动后的分级卸载破坏特性和损伤过程,首先进行了围压为30 MPa、循环应力分别为12.5%~17.5%(低应力)、10.0... 深部地下厂房开挖过程中所产生的循环扰动会导致围岩损伤,从而降低围岩力学性质。为揭示叶巴滩水电站地下厂房中深埋花岗岩在循环扰动后的分级卸载破坏特性和损伤过程,首先进行了围压为30 MPa、循环应力分别为12.5%~17.5%(低应力)、10.0%~37.5%(中应力)、62.5%~72.5%(高应力)峰值强度的峰前恒幅循环扰动,在此基础上进行了3种分级卸围压试验,进而开展了峰前循环扰动下的深埋花岗岩特征参数演化规律分析与损伤变量构建。研究结果显示:低、中应力循环扰动对花岗岩造成的损伤可忽略不计,但高应力恒幅循环扰动会导致轻微损伤。在不同分级卸围压路径下,岩样变形主要集中在最后3个阶段的围压降低过程中,其宏观破裂模式为压剪破坏;弹性模量呈下降趋势,泊松比呈上升趋势,最大剪胀角基本相同;高轴压恒幅循环扰动后的分级卸围压试验下的岩样累积应变能最高,表现出更强的脆性破坏倾向。此外,分级卸围压下的岩样应变能均高于常规三轴压缩下的岩样应变能,后者可作为分级卸围压岩样是否进入加速损伤破裂阶段的判别阈值。采用侧向应变响应法和裂纹体积应变法确定的深埋花岗岩闭合应力、起裂应力和损伤应力分别为其峰值强度的17.9%、42.7%和73.8%,并据此建立了基于裂纹体积应变的损伤变量,进而划分了深部硬岩损伤过程的4个阶段。研究成果可为分析高应力花岗岩的破坏过程提供试验和理论支撑。 展开更多
关键词 峰前循环扰动 分级卸载 特征阈值 侧向应变响应法 裂纹体积应变
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