应力及含水状态对裂隙花岗岩蠕变特性的影响研究

作者:王春萍; 廖益林; 刘建锋*; 刘健; 赵星光; 陈亮; 王璐
来源:岩石力学与工程学报, 2023, 1-11.
DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2023.0562

摘要

为研究应力及含水状态对裂隙花岗岩蠕变特性的影响,以我国高放废物地质处置甘肃北山预选区完整花岗岩及含不同倾角裂隙的花岗岩为研究对象,采用岩石高温三轴流变试验系统,开展了不同围压条件下的应力多级加载蠕变试验和不同含水状态下的单轴蠕变试验。试验结果表明,裂隙花岗岩横向变形的蠕变特征更加显著,且横向稳态蠕变率略高于轴向稳态蠕变率。随着应力水平的提高,轴向应变呈现出线性增长关系,而横向应变、轴向及横向稳态蠕变率均呈现出指数函数增长关系。在围压一致且偏应力相同的条件下,裂隙倾角越大,轴向和横向应变越大,轴向和横向稳态蠕变率也越高。饱和状态下,花岗岩的稳态蠕变率显著提高,岩体受力更容易发生变形,导致花岗岩在更低的蠕变荷载或更短的蠕变历时下即发生破坏。当裂隙倾角为45°或60°时,饱和试样的破坏时间仅为干燥试样的1.05‰或0.84‰。倾角30°,45°和60°裂隙花岗岩的蠕变破坏形式分别为穿裂隙面破坏、穿裂隙面破坏和沿裂隙面滑移并存的复合破坏以及沿裂隙面的滑移破坏,10 MPa围压及干燥、饱和状态均不会对其破坏形式产生显著影响。

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