發(fā)布時(shí)間：2022-01-12 03:55

　　為了深入分析循環(huán)加卸載過程中巖樣能量演化規(guī)律,設(shè)計(jì)了3種不同的單軸循環(huán)加卸載試驗(yàn),詳細(xì)分析了不同分級循環(huán)加卸載模式下的總吸收能、彈性應(yīng)變能、耗散能、塑性變形能等參數(shù)的演化特征及其相互關(guān)系,建立了耗散能與循環(huán)應(yīng)力等級、循環(huán)加卸載次數(shù)變化的演化方程。結(jié)果表明:1)隨著循環(huán)加卸載應(yīng)力等級的提高,耗散能Use和塑性變形能Ue呈現(xiàn)非線性增加的趨勢;2)巖樣在第3種循環(huán)加卸載模式下,整體上耗散能Use和塑性變形能Ue表現(xiàn)出"U"形變化的規(guī)律,在第Ⅰ級和第Ⅱ級循環(huán)荷載下強(qiáng)化效應(yīng)突出,而在第Ⅲ級和第Ⅳ級循環(huán)荷載下擾動(dòng)效應(yīng)突出;3)循環(huán)加卸載上限應(yīng)力不變,下限應(yīng)力減小時(shí),循環(huán)荷載對巖樣的損傷效應(yīng)比其強(qiáng)化效應(yīng)明顯;4)循環(huán)加卸載作用下巖樣的耗散能Use與循環(huán)荷載應(yīng)力等級、循環(huán)次數(shù)相關(guān),可以采用非線性曲面較好的擬合,這為采用耗散能Use來定量分析循環(huán)加卸載過程中巖樣的損傷奠定了較好的基礎(chǔ)。 

【文章來源】：采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2020,37(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)設(shè)備與巖樣安裝

不同分級循環(huán)加卸載模式下巖樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖3所示。由圖3可以看出，分級循環(huán)加卸載下巖石的應(yīng)力-應(yīng)變曲線均出現(xiàn)滯回環(huán)，第1種加載模式下滯回環(huán)更加明顯，發(fā)生破壞時(shí)的峰值強(qiáng)度為83.49 MPa，低于第2,3種加載路徑下得到的峰值強(qiáng)度，分析原因認(rèn)為第1種加載模式下每級循環(huán)加卸載的下限值最低，加卸載幅值最大，循環(huán)加卸載所積累的損傷更為強(qiáng)烈，導(dǎo)致了巖樣發(fā)生了明顯的疲勞破壞；第2種和第3種加載模式下巖石的峰值強(qiáng)度分別為98.25,100.68 MPa，峰值強(qiáng)度接近，從細(xì)觀結(jié)構(gòu)角度分析，在達(dá)到峰值強(qiáng)度之前，不同的加載路徑巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)變形有限，且此2種加載路徑卸載都未卸載到0 MPa，在循環(huán)加卸載過程中產(chǎn)生的微裂紋一直處于受壓狀態(tài)，表現(xiàn)出循環(huán)荷載對其產(chǎn)生的強(qiáng)化效應(yīng)。

通過提取不同加載模式下巖石應(yīng)力-應(yīng)變曲線的外包絡(luò)線，得到不同加載模式下巖石的應(yīng)力-應(yīng)變曲線外包絡(luò)線對比圖，如圖4所示。相同軸向應(yīng)變條件下第1種與第2種加載模式下的軸向應(yīng)力在彈性階段和塑性變形階段相差不大，而第3種加載模式下的軸向應(yīng)力值要高于前2種加載模式，主要原因認(rèn)為是循環(huán)加卸載幅值增加對巖樣內(nèi)部界面裂紋的擾動(dòng)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)性變差，而循環(huán)加卸載下限值的提高對巖樣起到了相對明顯的循環(huán)強(qiáng)化效應(yīng)。3 分級循環(huán)加卸載破壞特征分析

【參考文獻(xiàn)】：
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