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摘要
为保证水下红砂岩地层隧道的安全施工，避免开挖区突水、失稳等工程事故的发生。以赣州蓉江四路过江隧道工程为依托，对饱和状态下的泥质红砂围岩，开展了初始卸荷水平为60%、70%、80%和100%（无卸荷）的三轴压缩对比试验，分析了不同初始卸荷水平下三轴压缩力学特性变化规律，并结合扫描电镜，对试验后岩样的宏细观破坏特征进行对比分析。基于能量耗散原理，对不同初始卸荷水平下饱和泥质红砂岩试样的能量关系进行拟合，揭示卸荷过程中的破坏特征与能量演化之间的规律。研究结果表明：无卸荷三轴压缩破坏时的峰值偏应力远高于初始卸荷水平60%、70%、80%下的，随着初始卸荷水平的提高，饱和泥质红砂岩的峰值偏应力在增加，偏应力增加值在减少，环向变形减小，卸荷所导致的岩样扩容时间会更短，岩样内部的裂隙及粘结颗粒碎屑和表面的破裂纹路增多并发生贯通，且受张拉破坏越明显。在卸荷条件下，三轴压缩达到屈服阶段后，岩样裂隙快速发展，弹性应变能增加缓慢，耗散能急剧增加，破坏阶段时岩样内部存储的弹性应变能达到存储极限并瞬间释放，产生更多的裂隙。随着初始卸荷水平的提高，峰值偏应力对应的总应变能、弹性应变能及耗散能均呈现先减小后增大的趋势。研究结果可为红砂岩分布地区的水下隧道开挖及建设提供一定的理论参考。
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