循環(huán)荷載作用下砂巖力學(xué)特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、周期性荷載作用下的巖體力學(xué)特性是影響巖土工程長期穩(wěn)定性的重要因素之一,開展周期性荷載作用下巖石的力學(xué)特性研究具有重要的理論和工程意義。
　　本文利用西安理工大學(xué)巖土所和長春朝陽試驗(yàn)儀器有限公司聯(lián)合研制的W DT-1500多功能材料試驗(yàn)機(jī)對砂巖進(jìn)行了不同應(yīng)力幅值、不同荷載頻率和不同應(yīng)變水平條件下的循環(huán)荷載試驗(yàn),研究了不同加載條件下砂巖的力學(xué)特性,得出以下主要結(jié)論:
　　1)通過砂巖在不同應(yīng)力幅值條件下的循環(huán)荷載試驗(yàn),研究了應(yīng)力

2、上限和應(yīng)力幅值對砂巖變形特性和力學(xué)特性的影響。結(jié)果表明,當(dāng)應(yīng)力上限小于屈服強(qiáng)度時,環(huán)向變形在變形的初始階段表現(xiàn)為膨脹變形,在等速階段為收縮變形,循環(huán)荷載的軸向變形過程是一個應(yīng)變硬化的過程。當(dāng)應(yīng)力上限大于屈服強(qiáng)度時,環(huán)向變形在整個循環(huán)過程中都為膨脹變形,而軸向變形過程則經(jīng)歷了由應(yīng)變硬化到應(yīng)變軟化變化的過程。
　　2)分析了循環(huán)荷載過程中應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)的滯后效應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果表明:軸向應(yīng)力-環(huán)向應(yīng)變響應(yīng)的滯后效應(yīng)在加載階段強(qiáng)于卸載階段,而

3、軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變響應(yīng)的滯后效應(yīng)在卸載階段強(qiáng)于加載階段。
　　3)通過不同荷載頻率與不同應(yīng)變水平條件下砂巖的循環(huán)荷載試驗(yàn)研究可得:荷載頻率越高,應(yīng)變幅值越大,動彈性模量、動泊松比和阻尼系數(shù)越大;應(yīng)力幅值和應(yīng)變幅值對循環(huán)荷載條件下砂巖力學(xué)特性的影響大于荷載頻率的影響。
　　4)基于能量耗散的思想,引入耗散系數(shù)λ,根據(jù)耗散系數(shù)λ與軸向應(yīng)力σ1的關(guān)系,提出了砂巖在單軸和三軸壓縮條件下的屈服強(qiáng)度的確定方法;基于粘滯性阻尼理論和結(jié)構(gòu)阻