水-巖作用下砂巖循環(huán)加卸載動力響應研究.pdf

1、水電工程建設中形成了大量庫岸邊坡巖體，山體爆破開挖、加固、庫水位的大幅度升降變化等不僅對邊坡巖體造成不可逆的漸進損傷，也是一種循環(huán)加卸載的動力作用。在理論分析的基礎上，選取三峽庫區(qū)庫岸邊坡消落帶典型砂巖為試驗研究對象，一方面，對巖樣進行不同周期浸泡-風干循環(huán)水-巖作用試驗，模擬庫岸邊坡巖體在庫水位反復升降作用下的水-巖作用過程，另一方面對不同水-巖作用周期的巖樣進行循環(huán)加卸載試驗，探究砂巖動力特性損傷劣化規(guī)律，最后，綜合巖樣的力學特性劣

2、化規(guī)律和微觀結(jié)構(gòu)變化特征，分析解釋水-巖作用下砂巖的動力特性劣化機理。主要研究成果如下：
　　1）對不同水-巖作用周期的砂巖試樣進行常幅循環(huán)加卸載試驗，利用修正的彈性模量法計算得到了不同水-巖作用周期及循環(huán)荷載次數(shù)作用對砂巖造成的損傷量的大小。發(fā)現(xiàn)隨著水-巖作用周期和循環(huán)加卸載次數(shù)的增加，巖石的累積損傷量都呈對數(shù)函數(shù)增加。
　　2）對不同水-巖作用周期的砂巖試樣進行不同頻率及應力幅值的分級循環(huán)加卸載試驗，研究了巖石阻尼系數(shù)、

3、阻尼比、動彈性模量三種動力參數(shù)隨水-巖作用周期、循環(huán)加卸載頻率、循環(huán)加卸載幅值的變化規(guī)律，分析得到水-巖作用下砂巖的動力響應特性演化規(guī)律。
　　3）通過 SEM電鏡掃描照片分析了不同水-巖作用周期砂巖試樣在不同力學加載作用下的微細觀結(jié)構(gòu)變化特征和規(guī)律；通過不同水-巖作用周期巖石浸泡溶液離子成份和濃度檢測分析確定了水-巖作用的類型和進程。結(jié)合巖樣的微觀結(jié)構(gòu)、化學反應等綜合分析確定了水-巖作用對砂巖力學特性的影響機理，建立了水-巖作用

4、下砂巖微細觀劣化模型。
　　4）利用 PFC離散元軟件，采用平行粘結(jié)模型（PBM），對砂巖在不同水-巖作用周期的力學特性進行了模擬，分析了水-巖作用對砂巖宏微觀力學參數(shù)、應力-應變響應、破壞模式等方面的影響，對比分析表明，數(shù)值模擬結(jié)果與室內(nèi)試驗結(jié)果吻合較好。
　　5）考慮水-巖作用和循環(huán)荷載作用對巖石造成損傷的影響，對廣義開爾文模型進行了修正，可以較好的反映循環(huán)荷載作用下的應變滯回性和累積性。驗證分析表明，修正后的模型能夠較