实时高温下加载速率对花岗岩力学特性影响的试验研究

• 作 者: 徐小丽 高峰 张志镇 陈琳
• 机 构: 南通大学建筑工程学院,中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,南通大学理学院,
• 出 处: 岩土力学
• 发表日期: 2015年08期
• 关键词: 加载速率 力学性质 单轴压缩 失稳型式 峰值应变 峰值强度 应力-应变曲线 拉剪 渐进破坏 峰后

为综合考虑温度、加载速率两个因素对花岗岩力学性质及破坏方式的影响,在实时高温(25~1 000℃)作用下利用MTS810电液伺服材料试验系统对岩样进行不同加载速率作用下的单轴压缩试验。研究结果表明:(1)各个温度点,岩样单轴压缩应力-应变曲线大致经历了压密、弹性、屈服、破坏4个阶段。岩样峰后曲线在加载速率为0.001~0.01 mm/s出现台阶型分段跌落状,在加载速率为0.01~0.1 mm/s呈现光滑、陡峭的连续曲线。(2)岩样峰值强度、弹性模量随温度的升高可分为4个阶段:25~200℃区间为缓慢上升段;200~600℃区间为快速下降段;600~800℃区间为缓慢上升段;800~1 000℃区间为平缓下降段。1 000℃时的峰值强度和弹性模量相对于25℃时分别降低了53.47%和64.34%。峰值应变与温度呈现三次多项式拟合关系。(3)岩样峰值强度、弹性模量与加载速率对数均呈现二次多项式增长关系,加载速率为0.1 mm/s时的峰值强度和弹性模量相对于0.001 mm/s时分别提高了38.82%和37.22%。岩样峰值应变与加载速率没有明显的对应关系。(4)单轴压缩状态下,随着温度的升高,花岗岩变形破坏形式由拉剪破裂向锥形破裂并伴随向碎性流动过渡,失稳型式由突发失稳向渐进破坏过渡。同一温度状态下,加载速率对岩样的破裂形式没有明显影响,但失稳型式发生了变化。