关于岩土孔隙压力参数问题

孔隙压力参数是用来表述饱和岩土受力变形时所受力与超孔隙压力关系的参数,是地震地下水前兆机理研究中的重要问题。本文从室内试验、现场试验与野外观测的某些结果,分析了不同岩土、不同受力条件下孔隙压力参数的若干特征     

不同结构的岩石试件变形破坏与孔隙压力关系的实验研究

根据华北地区地震地下水位动态观测井的含水层岩性、埋深与承压水头大小等实际条件，对具有不同结构的四种岩性试件，在不同围压、初始孔隙压力、变形速率下，进行了变形破坏过程中孔隙压力变化特征的实验研究，探讨了岩性、结构、围压、初即孔隙压力，变形速率等因素对井水位映震特征的影响。     

基于梯度塑性本构理论的岩样侧向变形分析(II): 尺寸效应及弹性回跳

提出了利用不同尺寸试件的轴向应力-应变曲线得到轴向应力-侧向应变曲线的一种方法，并研究了结构尺寸对轴向应力-侧向应变曲线的影响。根据尺寸不同试件的轴向应力-轴向应变曲线的实验结果，并基于梯度塑性理论的解析解，在应变软化阶段，确定出了各种试件的剪切带条数。由此求出了不同宽度试样的轴向应力-侧向应变曲线。剪切带条数与试件宽度之比是决定轴向应力-侧向应变曲线特征的关键指标。若该比率为常量，则上述曲线不具有尺寸效应。当宽试件及窄试件在局部化启动后，在试件内部都出现一条剪切带时，随着试件宽度的增加，该曲线越陡，甚至出现回跳。上述方法也可用于分析轴向应力-环向应变曲线的尺寸效应问题。尺寸效应的原因是局部化，但局部化并非总引起尺寸效应。     

在围压条件下切口岩石破裂过程的实验研究

本文根据地震的断层说观点在室温、围压600—1,200巴条件下研究了具切口的花岗闪长岩、辉长岩和大理岩试件的破裂发展过程。在连续增加的差应力作用下观测到:切口内部充填的软弱夹层首先发生剪切变形和破裂,接着在切口端部一侧扩展张性裂纹,然后在切口前缘方向扩展剪切裂纹,最后发生贯通试件的剪切和张裂-剪切主破坏。张裂纹扩展长度受到围压的强烈抑制。岩石的切口结构和岩性变化对破裂迹线的空间展布和主破坏机制有重要影响。讨论了实验结果在断层扩展型地震的形成过程及其在预报预测方面的意义     

动载确定方法对岩石动态断裂韧度测试的影响

为了考察不同方法确定的动态载荷对测试岩石动态断裂韧度的影响,在SHPB压杆系统上动态冲击直径80 mm的大理岩圆孔裂缝平台巴西圆盘,获得了弹性压杆上的应力波形,间接计算得到3种不同的作用在圆盘端部的动态载荷。将载荷输入ANSYS动态有限元模型中,求得了相应的动态应力强度因子,并根据试验-数值分析方法确定了岩石的动态断裂韧度测试值。结果表明,在加载速率约为4.0×104 MPa•m1/2/s的条件下,采用三波法确定的大理岩的平均动态断裂韧度为 3.92 MPa•m1/2,采用一波法比三波法计算的结果偏低11.22%,采用二波法比三波法计算的结果偏高20.15%,3种方法得到的结果差异较大。应力波在传播过程中,通过圆盘表面和预制裂缝面发生散射,部分能量不断发生释放是造成圆盘试件两端加载载荷不相等的主要原因。三波法是3种方法中比较理想的动态载荷确定方法,但需要考察试件的动态应力平衡性。     

水泥土(砼)抗压试件尺寸表面约束对强度的影响

推导了圆柱体试件和长（立）方体试件,分别在不同表面摩擦力和不同高宽（径）比下基于双剪屈服准则下抗压强度的理论计算公式,并与实验结果比较所得结果与实验结果甚为吻合。其理论计算与实验结果都说明,试件尺寸的不同与表面抹油与否对水泥土抗压强度均有一定的影响。其高宽（径）越大,其强度越低且越趋于一定值。试件上下表面不摸油其抗压强度略高抹油情况。     

水对岩石亚临界裂纹扩展及门槛值的影响研究

亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一。采用常位移松弛法,对饱水和干燥两种状态下的大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了两种岩石在两种状态下的亚临界裂纹扩展速率V与应力强度因子 的关系,分析了两种岩石在两种状态下亚临界裂纹扩展的规律,并确定了两种岩石在两种状态下的门槛值（干燥状态）：大理岩 为1.365,花岗岩 为2.305;（饱水状态）：大理岩 为1.118,花岗岩 为1.490。研究表明,两种岩石的 与 关系有较好的线性规律, 但由于岩石本身矿物成分等的不均匀性,同种岩石的 与 关系离散性较大,饱水状态下离散性更大;水能加速岩石亚临界裂纹的扩展,且对不同的岩石,其影响程度也不一样;水可以使岩石亚临界裂纹扩展的门槛值有较大幅度降低,不同岩石其降低的程度也不一样。     

3D打印技术在岩体物理模型力学试验研究中的应用研究与展望

传统的岩石取样方法以及模具浇筑常受到人工操作误差及取样内部结构复杂差异大的影响,导致岩石试件获取的周期时间长,精度低,造成试样的力学试验结果离散性大。3D打印技术具有精度高、周期短、打印材料多样化等优点,考虑到岩石力学研究受到试件各向异性、结构面复杂、随机性高及试件制备存在误差等因素影响,为寻求能够模拟天然煤岩的3D打印材料,选取了聚乳酸塑料(PLA)、光敏树脂材料SLA600及Vero White Plus,以及覆膜砂粉末材料4种材料制备标准力学试验试件进行单轴压缩试验,获取了4种材料的3D打印试样的力学参数及应力-应变曲线,并对比分析了它们与煤岩的表观破裂模式的相似性。结果表明：光敏树脂材料Vero White Plus与砂岩岩样的峰值强度、杨氏模量、泊松比及应力-应变曲线整体趋势相近;覆膜砂材料与所选煤样的峰值强度、杨氏模量及应力-应变曲线相近;表观破坏模式方面,PLA材料未发生与煤岩相似的脆性破坏;两种光敏树脂材料均发生了拉张与剪切破裂,其中SLA600材料表现出局部膨胀性,Vero White Plus材料与SLA600相比更适合模拟高强度的脆性硬岩;而覆膜砂3D打印试件的破裂特征及力学特性与低强度软岩相似,可作为低强度的脆性煤体的3D打印相似材料。     

不同试验方式岩石点荷载强度与单轴抗压强度对比分析

对重庆地区常见的砂岩、泥岩和灰岩进行了轴向、径向和不规则体三种试样的点荷载试验及单轴抗压强度试验,将试验所得点荷载强度值和单轴抗压强度值进行对比分析。结果表明:利用点荷载试验可以比较好地获得该地区的砂岩、泥岩和灰岩的单轴抗压强度值。相比于不规则试件,用规则试件进行点荷载试验得到的结果更加准确、可靠,且通过轴向和径向试验获得的强度值基本一致。     

用5种圆盘试件的劈裂试验确定岩石断裂韧度

用5种不同形状的圆盘试件测定了大理岩张开型断裂韧度。5种圆盘试件分别为平台巴西圆盘、带有中心圆孔的平台巴西圆盘、人字型切槽巴西圆盘、直切槽巴西圆盘和圆孔切槽平台巴西圆盘。加载模式是对径压缩劈裂。介绍了试件的制作方法,提出了用每种圆盘确定断裂韧度的公式。结果表明,含有切槽圆盘的断裂韧度值在0.78～0.91 MPa•m1/2之间,不含切槽圆盘测得的值在1.01～1.04 MPa•m1/2之间。有3种含有切槽圆盘测得的断裂韧度值比较稳定,其中孔槽式平台巴西圆盘能够制作理想的宽度较小的切槽。