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北山花岗岩能量演化规律及破坏倾向指标研究

何康 卢辉 王传乐 韩阳 李二兵

何康, 卢辉, 王传乐, 韩阳, 李二兵. 北山花岗岩能量演化规律及破坏倾向指标研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(2): 216-225. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.02.015
引用本文: 何康, 卢辉, 王传乐, 韩阳, 李二兵. 北山花岗岩能量演化规律及破坏倾向指标研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(2): 216-225. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.02.015
He Kang, Lu Hui, Wang Chuanle, Han Yang, Li Erbing. Energy Evolution and Failure Tendency Index of Beishan Granite[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(2): 216-225. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.02.015
Citation: He Kang, Lu Hui, Wang Chuanle, Han Yang, Li Erbing. Energy Evolution and Failure Tendency Index of Beishan Granite[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(2): 216-225. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.02.015

北山花岗岩能量演化规律及破坏倾向指标研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.02.015
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(52278420);国家核设施退役及放射性废物治理科研项目
详细信息
    作者简介:

    何 康,男,1996年生,安徽滁州人,硕士研究生,主要从事岩石力学与地下工程方面的研究工作。E-mail:1483078397@qq.com

    通讯作者:

    李二兵,男,1979年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩石力学与地下工程方面的研究工作。E-mail:lebingest@126.com

  • 中图分类号: TU45

Energy Evolution and Failure Tendency Index of Beishan Granite

  • 摘要: 为深入研究北山高放废物地质处置预选区内花岗岩在不同加卸载路径条件下的能量演化规律,针对北山花岗岩圆形柱试样开展了不同初始围压和不同加卸载条件下的室内三轴试验,对试验数据进行处理对比分析,并建立了一种新型的岩石破坏能量倾向性指标。研究结果表明:岩石临界破坏时的总应变能、弹性应变能和耗散应变能均随着初始围压的增大而增大;岩石损伤破坏过程中的声发射特征参数与耗散能间具有较强的相关性;卸荷条件下岩石破坏模式分为内部损伤破坏和轴向应变破坏;在不同卸荷试验条件下岩石破坏能量倾向性指标均先增加后减小,在相同试验条件下,弹性应变能转化为耗散能效率越高,能量倾向性指标则越小,岩石破坏程度则越高。

     

  • 图  1  不同围压条件下全应力–应变曲线

    图  2  不同围压条件下能量参数随轴向应变的变化

    图  3  破坏点总应变能量随初始围压的变化

    图  4  破坏点弹性应变能量随初始围压的变化

    图  5  不同围压下耗散能与总应变能之比随轴向应变的变化

    图  6  破坏点耗散能与总应变能之比随初始围压的变化

    图  7  破坏点耗散能量随初始围压的变化

    图  8  不同围压下卸载试验路径1耗散能、环振计数率和累计能量随时间的变化

    图  9  不同围压下耗散能与周向应变能之比随轴向应变的变化

    图  10  不同围压下弹性应变能与耗散能之比随轴向应变的变化

    表  1  试样基本参数

    试样
    编号
    直径/mm高度/mm高径比质量/g密度/(g·cm−3)
    TC1-151.42101.161.97554.582.64
    TC1-251.58101.181.96553.032.62
    TC2-150.90101.702.00545.272.63
    TC2-251.38101.081.97548.042.61
    TC3-151.58101.281.96554.582.62
    TC3-251.58101.781.97554.412.61
    UA1-151.20101.301.98558.102.68
    UA1-250.80100.701.98542.882.66
    UA2-150.70101.602.00552.382.69
    UA2-251.58101.181.96553.032.62
    UA3-150.90101.701.99545.272.63
    UA3-251.38101.081.97548.042.62
    UB1-151.58101.281.96554.582.62
    UB1-251.58101.781.97554.412.61
    UB2-151.06100.401.97541.792.64
    UB2-251.08101.481.99547.022.63
    UB3-151.18101.181.98552.172.65
    UB3-251.60101.401.97549.562.59
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    表  2  三轴加卸载试验结果

    加卸载
    路径
    初始围压/
    MPa
    破坏应力/
    MPa
    泊松比弹性段弹性
    模量/GPa
    常规压缩15395.110.27172.9
    25452.570.28674.9
    35551.400.28978.6
    卸载路径115310.970.33772.9
    25359.960.37080.0
    35431.360.33782.9
    卸载路径215251.710.33772.9
    25349.650.33780.0
    35418.400.33782.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-05-10
  • 修回日期:  2023-09-19
  • 录用日期:  2023-11-08
  • 刊出日期:  2024-04-11

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