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摘要
为了明确干燥和饱水红砂岩剪切强度、剪切储能与剪应变特征，在岩石剪切试验系统进行了不同法向应力作用下干燥和饱水红砂岩剪切试验，详细分析了法向应力和饱水作用对红砂岩剪切强度、剪切应变能密度和剪应变的影响规律。结果表明：剪力-剪切位移曲线，干燥状态线性段明显，饱水状态屈服段明显，法向应力在10 MPa～20 MPa，剪切强度和剪切位移增加显著，法向应力在20 MPa～40 MPa切向位移变化很小；压剪应力状态下的粘聚力和内摩擦角明显低于三轴压缩应力状态下的粘聚力和内摩擦角，饱水使三轴应力路径下的粘聚力和内摩擦角都弱化，而压剪应力路径下只对内摩擦角弱化。法向应力小于20 MPa时，剪切强度劣化率随法向应力的增加线性增大，法向应力在20 MPa～40 MPa时，剪切强度劣化率在一定值上下波动。峰值剪切应变能密度与法向应力之间存在良好线性变化规律，随法向应力增大，饱水对峰值剪切应变能密度的影响增加。干燥和饱水红砂岩峰值剪切应变能密度分别趋于定值1.4579 MJ/m3和1.0033 MJ/m3，饱水使峰值剪切应变能密度的劣化率趋于31.18%。根据峰值剪应变随法向应力的变化规律，构建了干燥和饱水红砂岩剪应变经验强度准则。所得成果对红砂岩工程设计及工程稳定性分析具有一定参考价值。
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单位河南理工大学; 土木工程学院
