摘要
岩体在地下环境中，经常受到开挖掘进等扰动影响，而处于循环加卸载和冲击荷载的作用状态是岩体工程施工时常见的损伤方式。在长期地质应力作用下，随着时间的推移岩体不断发生蠕变现象，如果忽略岩体所受到的损伤作用可能会造成工程灾害。因此开展循环加卸载和冲击作用后损伤岩石的力学特性和蠕变力学特性研究，对于岩体工程的长期稳定有着重要意义。 基于此，本文以青砂岩为研究对象，通过循环加卸载作用和冲击作用的方式预制不同程度的损伤试样，通过单轴压缩，分析循环加卸载损伤试样与冲击损伤试样的基本力学特性，利用分级加载蠕变试验，探究循环加卸载作用和冲击作用后不同损伤变量试样的应力-应变曲线、瞬时应变增量、蠕变应变、蠕变速率、长期强度及破坏模式等，主要内容如下: （1）通过对青砂岩试样进行循环加卸载和冲击作用，制备出不同损伤程度的损伤试样，采用超声波波速法对损伤试样进行了定量表征，发现循环加卸载幅值、冲击气压越大的试样，超声波波速越低、损伤变量越大。 （2）对循环加卸载损伤试样和冲击损伤试样进行单轴压缩试验，发现损伤试样的应力-应变曲线与无损试样基本相似，应力-应变曲线均经历了典型四阶段，并且随着损伤变量的增大，损伤试样的峰值应力和弹性模量逐渐减小，峰值应变逐渐增大。 （3）通过对循环加卸载损伤试样和冲击损伤试样进行分级加载蠕变试验发现，蠕变曲线整体上呈阶梯形式上升，不同损伤试样蠕变曲线基本相似，均呈现典型蠕变三阶段。从变形规律上看，在蠕变应力等级较低时，蠕变应变较小，随着蠕变应力的提高有小幅增加的趋势;在第一级蠕变时，瞬时应变增量最大，其余蠕变等级时，瞬时应变增量大致相等。从损伤变化规律上可以得知，两类损伤试样的蠕变破坏应力均与损伤变量呈线性减少的关系，损伤变量相同时，冲击损伤试样的瞬时应变增量、蠕变应变均大于循环加卸载损伤试样。从破坏形态可以得知，损伤变量越大的试样，破坏越为严重，循环加卸载损伤试样的蠕变破坏主要表现为剪切破坏，冲击损伤试样的蠕变破坏模式较为复杂多样。 （4）根据数据分析，得到了不同损伤试样在不同蠕变应力等级下的蠕变速率，发现损伤试样的蠕变速率曲线大体一致，在蠕变应力较低时，蠕变速率曲线呈“L”型，蠕变应力较高时，蠕变速率曲线呈“U”型，蠕变速率由衰减蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段组成。损伤变量越大、蠕变应力越高时，试样的稳态蠕变速率也越大，并且加速蠕变时间对平均加速蠕变速率影响较大。 （5）基于等时曲线簇法和过渡蠕变法分别求取了循环加卸载损伤试样与冲击损伤试样的长期强度，发现损伤试样的长期强度与损伤变量呈线性减少的关系，并且损伤变量越大时，损伤试样的长期强度占无损试样峰值应力的比值越小。
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