卸圍壓條件下花崗巖強度特性及三維裂隙演化規(guī)律

王本鑫,金愛兵,趙怡晴,王 賀,劉佳偉,魏余棟,孫 浩

(1.金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室(北京科技大學),北京 100083；2.北京科技大學 土木與資源工程學院,北京 100083； 3.北京礦冶科技集團有限公司,北京 102628)

露天礦邊坡開挖、地下礦山巷道、交通隧道、地下硐室等巖體工程掘進本質(zhì)上屬于卸荷行為，許多工程實例表明，與巖體(石)加載行為相比，兩者之間存在很大差異，將加載巖體力學研究成果不做區(qū)分盲目地用來指導以開挖卸荷為主的巖體工程，會帶來潛在危險，嚴重的會造成事故災(zāi)難[1].因此，對卸荷條件下巖體力學特性的研究變得尤為重要.

目前，越來越多學者[2-6]將目光從加載巖石力學轉(zhuǎn)移到卸荷巖石力學的研究上.從巖石的本構(gòu)模型、變形破壞特性及強度準則、擴容能量特征以及卸荷速度等方面探究卸荷條件下巖石的力學特性和破壞機理.吳剛等[7]根據(jù)損傷力學理論，獲得了卸荷條件下能夠表征巖體損傷程度的本構(gòu)模型.劉志勇等[8]研究了加卸荷條件下云母片巖的力學特性和本構(gòu)模型.呂穎慧等[9]對比分析了恒軸壓卸圍壓、加軸壓卸圍壓與常規(guī)三軸壓縮試驗條件下花崗巖的破壞機制和力學參數(shù)的損傷劣化效應(yīng)，并采用Mogi-Coulomb強度準則分析了破壞強度特性.趙國彥等[10]基于卸圍壓試驗，研究了花崗巖在不同應(yīng)力路徑下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、變形破壞特性與強度準則.李地元、Al-Ajmi等[11-13]對比了不同強度準則對于卸荷條件下巖石破壞特征描述的適用性，證明了Mogi-Coulomb強度準則的擬合效果更好，其本質(zhì)仍為剪切破壞準則.黃達等[14]研究了大理巖卸荷條件下，加載破壞過程中能量的轉(zhuǎn)化特征，獲得了巖石的能量轉(zhuǎn)化機制.劉立鵬等[15]研究了不同應(yīng)力路徑下錦屏大理巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、變形破壞特征和極限儲能變化規(guī)律.陳學章等[16]通過三軸卸荷試驗獲得了卸荷條件下大理巖擴容及能量變化特征.戴兵等[17]研究了不同應(yīng)力路徑下花崗巖卸荷破壞過程中能量的吸收、消耗演化特征及演化速率.卸荷速度是卸荷條件下導致巖石破裂的關(guān)鍵因素，黃潤秋等[18]研究了不同卸荷速率條件下大理巖的變形強度特征，并對破裂斷口進行了SEM細觀分析.邱士利等[19]采用恒軸壓卸圍壓試驗探究了不同卸圍壓速率下錦屏二級水電站深埋大理巖的擴容演化規(guī)律和強度特征.

工程實踐中，巖石的強度特性和裂隙產(chǎn)生、擴展演化規(guī)律是判斷巖體工程是否穩(wěn)定的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，故文章采用室內(nèi)試驗的方法對卸圍壓條件下巖石的這兩種特性進行研究.巖石破裂過程中裂隙演化規(guī)律和分布情況的三維可視化研究一直是重點和難點，最常用的方法是三維數(shù)值模擬.吳順川等[20]基于室內(nèi)卸荷試驗進行了卸載條件下巖爆PFC3D數(shù)值模擬，獲得了巖樣在不同應(yīng)力狀態(tài)下的破裂過程；叢怡等[21]采用PFC3D顆粒流程序模擬研究了不同卸荷速率下大理巖試樣的力學特性和破壞機制.但數(shù)值模擬方法獲得的裂隙擴展演化結(jié)果與真實巖石很難完全吻合.任建喜等[22]采用巖石三軸加載CT專用設(shè)備實現(xiàn)了對裂隙花崗巖卸圍壓作用下的CT實時檢測，證明了其破壞具有突發(fā)性，但是未進行卸荷條件下試件內(nèi)部三維裂隙模式的研究.尹乾[23]研究了花崗巖三軸峰前卸圍壓的強度特征、破壞后縱波波速和聲發(fā)射特征，并采用基于CT掃描的三維重構(gòu)技術(shù)得到了內(nèi)部裂隙三維分布圖像，但未研究卸荷過程中試件內(nèi)部三維裂隙演化規(guī)律.

室內(nèi)卸荷試驗研究中，應(yīng)力路徑的選取普遍集中在恒軸壓-卸圍壓、卸圍壓-加軸壓，并且對卸圍壓過程中試件內(nèi)部三維裂隙的產(chǎn)生擴展演化規(guī)律的研究較少，了解掌握三維裂隙擴展演化規(guī)律對巖體工程失穩(wěn)破壞及加固方法有重要的指導意義.所以，采用分級卸圍壓-加軸壓循環(huán)加卸載的試驗方法，對不同級別加卸載后的試件進行CT掃描并重構(gòu)了三維裂隙圖像，探究卸圍壓過程中三維裂隙的產(chǎn)生擴展演化規(guī)律.

花崗巖作為一種致密堅硬的巖石，力學性質(zhì)穩(wěn)定，是核廢料地下儲存庫、地下廠房、水電站地下硐室等的理想候選巖石，這些工程的開挖都屬于卸荷過程，其失穩(wěn)破壞會造成嚴重的后果，故采用花崗巖進行常規(guī)三軸壓縮試驗、卸圍壓-加軸壓試驗和分級卸圍壓-加軸壓循環(huán)加卸載試驗，得到了花崗巖在不同應(yīng)力路徑下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，研究了其強度特性，采用CT掃描三維重構(gòu)技術(shù)獲得了卸圍壓-加軸壓破壞后以及分級卸圍壓-加軸壓循環(huán)加卸載試驗不同級別加卸載后試件內(nèi)部裂隙的分布，探究了卸荷條件下花崗巖的破裂演化規(guī)律，對地下巖體工程開挖、支護等有一定的理論和實際參考意義.

1 試驗條件及方案

1.1 試件條件

試驗采用北京科技大學力學分析中心電液伺服巖石三軸試驗機TAW-2000，設(shè)備如圖1所示，該設(shè)備配有伺服控制全自動加載系統(tǒng)，最大軸向負荷2 700 kN，最大圍壓140 MPa，軸向和徑向應(yīng)變均采用LVDT位移傳感器測量.

圖1 TAW2000電液伺服巖石三軸試驗機

試驗采用原產(chǎn)于山東省濟寧市泗水縣、尺寸為φ50 mm×100 mm的粗晶致密魯灰花崗巖試樣，密度約2.64 g/cm3，孔隙率約0.13%，主要成分為石英、長石、角閃石和黑云母，灰白色，加工精度符合《水利水電工程巖石試驗規(guī)程》的要求.為保證試件物理力學性質(zhì)的均一性，采用NM-3C非金屬超聲檢測分析儀進行波速測量，剔除波速差異較大的試件，避免試件之間力學性質(zhì)離散性過大的問題.經(jīng)前期測試，確定該花崗巖單軸抗壓強度為164 MPa.

1.2 試驗方案

試驗采用常規(guī)三軸壓縮試驗、卸圍壓-加軸壓試驗以及分級卸圍壓-加軸壓循環(huán)加卸載試驗(分級卸圍壓試驗3種方案，每種試驗方案設(shè)計5，10，15，20 MPa 4種圍壓水平，3種試驗方案應(yīng)力路徑示意如圖2所示.具體試驗方案如下，其中卸圍壓試驗方案如表1所示.

1)方案1:常規(guī)三軸壓縮試驗.如圖2(a)方案1曲線所示，分別加載圍壓至5，10，15和20 MPa 4個水平，采用300 N/s的速率進行軸向加載，待進入屈服階段后轉(zhuǎn)換為速率0.01 mm/min的變形控制，直至試件完全破壞，獲得常規(guī)三軸壓縮強度(σ1-1(5)、σ1-1(10)、σ1-1(15)、σ1-1(20))及其他相關(guān)試驗數(shù)據(jù).

圖2 試驗方案應(yīng)力路徑示意

表1 卸圍壓試驗方案

2)方案2:卸圍壓-加軸壓試驗.如圖2(b)方案2曲線所示，初始軸壓取常規(guī)三軸壓縮強度的0.5倍，即0.5(σ1-1(5)、σ1-1(10)、σ1-1(15)、σ1-1(20))，該試驗方案模擬開挖卸荷后徑向壓力降低導致應(yīng)力調(diào)整及傳遞過程.

方案2試驗步驟如下：①施加初始圍壓σ2=σ3至設(shè)計圍壓(5，10，15，20 MPa)；②施加軸壓至常規(guī)三軸壓縮強度的0.5倍，即0.5(σ1-1(5)、σ1-1(10)、σ1-1(15)、σ1-1(20))；③以0.01 MPa/s的速率卸載圍壓，軸向負荷加載至試樣完全破壞；④對破壞后的試件進行CT掃描.

圖2中A、B、C 3點與方案3加卸荷相關(guān)，其中A點為0.5倍的常規(guī)三軸壓縮強度即0.5(σ1-1(5)、σ1-1(10)、σ1-1(15)、σ1-1(20))，B點為方案2峰值應(yīng)力的95%即0.95(σ1-2(5)、σ1-2(10)、σ1-2(15)、σ1-2(20))，C點為方案2的峰值應(yīng)力(σ1-2(5)、σ1-2(10)、σ1-2(15)、σ1-2(20)).

3)方案3:分級卸圍壓-加軸壓循環(huán)加卸載試驗(分級卸圍壓試驗).分級卸圍壓試驗初步設(shè)計了峰前、峰值、峰后3個完全卸荷點.花崗巖作為一種質(zhì)地堅硬、強度高、脆性強的巖石，峰前產(chǎn)生的裂隙量很少，過早的峰前卸荷試件內(nèi)部可能不會產(chǎn)生裂隙；峰后破壞具有瞬時性和不確定性，峰后卸荷過晚，可能出現(xiàn)未到預(yù)定峰后應(yīng)力就會完全破壞，所以，將0.95倍的方案2峰值應(yīng)力定為峰前和峰后完全卸荷點.每級試驗后對試件進行CT掃描，用于獲取卸圍壓—加軸壓過程中花崗巖內(nèi)部裂隙的產(chǎn)生、擴展演化規(guī)律.

如圖2(b)方案3曲線所示，方案3中F、J、B點縱坐標相等為0.95(σ1-2(5)、σ1-2(10)、σ1-2(15)、σ1-2(20))，G、I、L點縱坐標為2,3,4級試驗對應(yīng)的峰值應(yīng)力，E、F、B點對應(yīng)的圍壓相等為(σ3-3-1(5)、σ3-3-1(10)、σ3-3-1(15)、σ3-3-1(20))，H、I、G點對應(yīng)的圍壓相等為(σ3-3-2(5)、σ3-3-2(10)、σ3-3-2(15)、σ3-3-2(20))，K、L、J點對應(yīng)的圍壓相等為(σ3-3-3(5)、σ3-3-3(10)、σ3-3-3(15)、σ3-3-3(20)).

方案3試驗步驟如下：

一級卸荷.①施加σ2=σ3至設(shè)計圍壓(5，10，15，20 MPa)保持不變；②施加軸壓至圖2(b)中A點時，以0.01 MPa/s的速率卸載圍壓；③軸向負荷加載至圖2(b)中B點時，停止加載取出試件進行CT掃描；

二級卸荷.④施加圍壓至圖2(b)中E點對應(yīng)的圍壓保持不變；⑤加載軸壓至圖2(b)中F點時，繼續(xù)以0.01 MPa/s的速率卸載圍壓；⑥軸向負荷加載至圖2(b)中G點時，停止加載取出試件進行CT掃描；

三級卸荷.⑦施加圍壓至圖2(b)中H點對應(yīng)的圍壓保持不變；⑧加載軸壓至圖2(b)中I點本級峰值負荷時，繼續(xù)以0.01 MPa/s的速率卸載圍壓；⑨軸向負荷加載至圖2(b)中J點時，停止加載取出試件進行CT掃描；

方案1為方案2初始圍壓和初始軸壓的確定提供了依據(jù)，方案2的應(yīng)力路徑是方案3的基礎(chǔ)，方案3一級試驗卸圍壓前的設(shè)計應(yīng)力路徑與方案2相同，方案3用來最大程度上還原方案2單次卸荷裂隙的產(chǎn)生、擴展演化規(guī)律.

2 強度特性分析

2.1 不同應(yīng)力路徑下花崗巖的軸、徑向應(yīng)力-應(yīng)變曲線對比

不同應(yīng)力路徑下花崗巖軸、徑向應(yīng)力-應(yīng)變對比曲線分別如圖3，4所示.如圖3所示，方案1、方案2與方案3的1級加卸載峰前彈性階段應(yīng)力-應(yīng)變曲線存在一定偏差但是大體相似，都呈近似線性關(guān)系，方案3的2,3,4級加卸載彈性階段與方案1,2逐漸偏離.隨圍壓的增大方案1的峰前應(yīng)變量越來越大，峰后應(yīng)力跌落次數(shù)逐漸減小，應(yīng)力跌落速率越來越大，反映了圍壓較低時，試件內(nèi)部積累的能量較低，峰后應(yīng)力隨應(yīng)變增大緩慢下降，并通過裂隙的產(chǎn)生、擴展、貫通和擴容等方式進行能量的釋放，使花崗巖內(nèi)部細小裂隙充分發(fā)育，而隨圍壓的升高，軸向最大主應(yīng)力也在增大，試件內(nèi)部積累的能量較高，峰后試件內(nèi)部裂隙的產(chǎn)生、擴展和貫通不再逐步完成，而是單個或幾個微裂隙瞬間擴展貫通.方案2具有較小的峰后變形，普遍為單次應(yīng)力跌落后的脆性破壞.方案3最后一級加載峰后經(jīng)歷多次應(yīng)力跌落后也發(fā)生脆性破壞，說明在卸圍壓作用下花崗巖的破壞響應(yīng)變得更加劇烈.

設(shè)計圍壓相同時3種方案峰值應(yīng)力對比：方案1>方案2，方案2與方案3基本相等；相對于方案1，方案2各設(shè)計圍壓水平對應(yīng)的峰值應(yīng)力分別減小36.8%、29.2%、31.4%、26.6%，平均減小31%，方案3減小37.5%、26.1%、29.4%、28.5%，平均減小30.4%.分析結(jié)果說明，三軸壓縮條件下卸除圍壓能夠很大程度上降低花崗巖的承載能力.

峰后變形階段試件最后一次應(yīng)力跌落對應(yīng)的軸向應(yīng)變(圖3)：方案1>方案3>方案2，徑向應(yīng)變(圖4)：方案3>方案2>方案1，但巖石最終破壞時的徑向應(yīng)變：方案2與方案3普遍大致相等，設(shè)計圍壓較低時都大于方案1，說明了卸圍壓-加軸壓條件下巖石發(fā)生了強烈的擴容，內(nèi)部能量釋放的同時繼續(xù)吸收軸向加載產(chǎn)生的能量，導致試件破壞劇烈.分級卸圍壓試驗增大了花崗巖的峰后延性特征，破壞劇烈程度有所降低.卸圍壓作用下，設(shè)計圍壓較低時(5，10 MPa)的徑向應(yīng)變量大于設(shè)計圍壓較高時(15，20 MPa)，說明高圍壓可以限制花崗巖壓縮過程中的擴容.

圖3 相同初始圍壓不同加載路徑下花崗巖軸向應(yīng)力-應(yīng)變對比

圖4 相同初始圍壓不同加載路徑下花崗巖軸向應(yīng)力-徑向應(yīng)變對比

2.2 兩種卸圍壓試驗試件破壞時強度分析

兩種卸圍壓試驗中，試件出現(xiàn)劇烈的破壞響應(yīng)，即應(yīng)力-應(yīng)變曲線最后一次應(yīng)力跌落時視為試件破壞.如圖3所示，將最后一次應(yīng)力跌落前的軸壓定義為破壞軸壓，該點對應(yīng)的圍壓定義為破壞圍壓，最后一次應(yīng)力跌落后的軸壓定義為殘余軸壓，破壞軸壓和殘余軸壓之間的曲線為最后一次應(yīng)力跌落階段.

表2為兩種卸荷試驗試件破壞時對應(yīng)的破壞圍壓、破壞軸壓和殘余軸壓結(jié)果.可以看出，5，10 MPa初始圍壓條件下，方案2和3試件破壞時的圍壓已經(jīng)卸載完畢.5 MPa初始圍壓條件下方案3三級卸荷過程中圍壓降為0，10 MPa圍壓條件下，方案3四級卸荷過程中圍壓降為0.相同初始圍壓條件下試件的破壞軸壓方案2均大于方案3，說明方案3卸荷條件下花崗巖比完全卸荷更易發(fā)生最終破裂.

表2 兩種卸荷試驗試件破壞時的破壞圍壓、破壞軸壓和殘余軸壓

3 花崗巖裂隙演化及破壞特征CT掃描三維重構(gòu)分析

為了探究卸荷過程中以及破壞后巖石內(nèi)部裂隙的產(chǎn)生、擴展、演化以及分布規(guī)律，采用Toshiba Aquilion CX螺旋CT掃描儀對方案2破壞后和方案3每級卸荷試驗后的試件沿軸向進行CT掃描，電壓120 kV，電流250～300 mA，分辨率0.35 mm×0.35 mm×0.3 mm.根據(jù)CT掃描的密度成像原理，試件實體部分密度與裂隙部分，在CT圖像上表現(xiàn)為后者灰度值大于前者，采用閾值分割算法在空間上分別建立裂隙和試件蒙板，在此基礎(chǔ)上，采用三維重構(gòu)算法利用閾值分割蒙板重構(gòu)試件及內(nèi)部裂隙的三維圖像，三維裂隙圖像的重建步驟[24-25]示意如圖5所示.

3.1 方案2裂隙演化及破壞特征分析

方案2設(shè)計圍壓較小時(如5，10 MPa)，試件破裂后內(nèi)部裂隙網(wǎng)絡(luò)錯綜復(fù)雜，細小張拉裂隙將試件分割成破碎結(jié)構(gòu)，且破裂面較粗糙，相鄰宏觀破裂面之間有細小裂隙連接，由于圍壓較低，花崗巖破壞前隨著軸向應(yīng)力的增加體積膨脹量較大，細小裂隙充分發(fā)育，但宏觀破裂以細小張拉裂隙貫通后的剪切破壞為主(圖6(b)、(e))，分別與表觀宏觀剪切破裂相對應(yīng)(圖6(c)、(f)).表觀宏觀裂隙延伸到內(nèi)部相互交錯不易區(qū)分，破碎結(jié)構(gòu)在試件內(nèi)部以不規(guī)則形狀的破碎體形式存在，破裂面走向主要沿軸向，即最大主應(yīng)力方向.

隨設(shè)計圍壓的增大，細小張拉裂隙整體減少，宏觀破裂面之間的非貫通微小裂隙也逐漸減少；試件的破裂形式由兩個相交的主破裂面構(gòu)成，裂隙面相對于小圍壓時較為平滑；表觀裂隙(如圖6(i)、(l)所示)向內(nèi)延伸的裂隙面多為不規(guī)則曲面狀，平直狀較少，這與高圍壓、強軸壓條件下試件的脆性破壞有關(guān)，高圍壓條件下花崗巖的軸向瞬時承載能力提高，但在強軸壓的作用下生成的細小裂隙會在很短的時間內(nèi)擴展延伸貫通試件，形成使試件破壞的主破裂面，對破壞起次要作用的細小裂隙在脆性破壞過程中的生成量較小，所以，圍壓較大時花崗巖為相交的不規(guī)則破裂面狀破裂模式，不會出現(xiàn)圍壓較小時的破碎體狀破裂模式；宏觀張拉裂隙和剪切裂隙清晰可見且容易區(qū)分，裂隙面呈拉剪組合狀，拉剪過渡不明顯(圖6(h)、(k))；與表觀裂隙對比發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部裂隙邊緣可以與外部裂隙很好對接(圖6(j)、(k))，證明CT掃描三維重構(gòu)的內(nèi)部裂隙真實可靠，但表觀明顯的張拉裂隙內(nèi)部有時則為剪切裂隙，所以，基本不能通過表觀裂隙準確推斷內(nèi)部裂隙的分布情況.

圖5 三維裂隙圖像重建步驟

圖6 方案2試件破壞后內(nèi)部裂隙CT掃描三維重構(gòu)圖像和表觀裂隙圖像對比

3.2 方案3裂隙演化及破壞特征分析

從方案3對不同級別加卸載后試件的CT掃描三維重構(gòu)圖像(圖7)能夠發(fā)現(xiàn)：試件在峰前階段產(chǎn)生較少的微小裂隙，宏觀裂隙的擴展和貫通發(fā)生在峰后階段，破裂具有突發(fā)性和瞬時性.

峰前卸荷，軸向負荷加載至圖2(b)中B點時細小裂隙產(chǎn)生量較少(圖7(a)、(g)、(m)、(s))；軸向負荷加載至圖2(b)中G點時試件內(nèi)部細小裂隙開始增多且分布沒有規(guī)律(圖7(b)、(h)、(n)、(t)).

軸向負荷加載至圖2(b)中J點時，試件內(nèi)部開始出現(xiàn)明顯的宏觀裂隙(圖7(c)、(i)、(o)、(u))，初始圍壓較小時宏觀張拉裂隙首先在試件側(cè)壁邊緣沿最大主應(yīng)力方向產(chǎn)生(圖7(c)、(i))，這是由卸載圍壓產(chǎn)生的側(cè)向拉力造成的，與地下工程鄰近開挖面低圍壓位置處圍巖易冒落相對應(yīng)，由此亦可確定地下巖體工程開挖面圍巖冒落破壞多為張拉破壞，初始圍壓較大時宏觀剪切裂隙首先在試件中部產(chǎn)生(圖7(u))，這是由于隨著設(shè)計圍壓的增大第3級軸向加載結(jié)束時對應(yīng)的圍壓增大，卸荷比[12]減小，宏觀剪切裂隙不易在試件邊緣產(chǎn)生，與地下工程距離開挖面較遠位置處圍巖的初始裂隙產(chǎn)生方式相對應(yīng)，為在各向應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生的剪切裂隙.

軸向負荷下降到圖2(b)中J點以下時，試件很短時間內(nèi)失去承載能力，破裂具有突發(fā)性，宏觀裂隙瞬間形成.由破裂后的三維裂隙圖像可以看出，在分級卸圍壓-加軸壓循環(huán)加卸載條件下，宏觀剪切破裂(圖7(d)、(j)、(p)、(v))是使花崗巖失去承載能力的主要破裂模式，由于試件以脆性破壞為主，破裂面相對平滑；圍壓較小時，表觀張拉裂隙(圖7(f))向內(nèi)延伸與宏觀剪切裂隙面(圖7(e))相交接，使試件更加破碎；圍壓較高時，試件的破裂模式也為不規(guī)則破裂面組合狀，且對試件失去承載能力起次要作用的張拉裂隙數(shù)量有所減少，如圖7(p)、(r)和圖7(v)、(x)所示，內(nèi)部宏觀剪切裂隙向外延伸在試件表觀多以張拉裂隙的形式表現(xiàn)，如圖7(j)、(l)所示，給研究人員通過表觀裂隙準確識別破裂模式帶來一定誤擾.

卸荷條件下試件的破裂模式受初始圍壓大小的影響顯著，初始圍壓越小、微裂隙越多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越破碎，初始圍壓越大、微裂隙越少，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越規(guī)則.圍壓較小時，表觀張拉裂隙多是內(nèi)部主剪切破裂面分支的向外延伸；圍壓較高時的表觀裂隙多是主破裂面的向外延伸，次要裂隙較少.

圖7 方案3不同級別加卸載后試件內(nèi)部裂隙CT掃描三維重構(gòu)圖像和表觀裂隙圖像對比

4 結(jié) 論

1)常規(guī)三軸壓縮條件下，隨著圍壓的升高，試件峰后應(yīng)力跌落速率越來越大，破壞響應(yīng)越來越強烈；卸荷條件下試件脆性破壞比常規(guī)三軸條件下更加明顯，相同初始圍壓條件下，卸圍壓—加軸壓比分級卸圍壓破壞響應(yīng)更加劇烈，分級卸圍壓循環(huán)加卸載峰后脆性破壞特征有所減弱，降低了破壞的劇烈程度.

2)相同初始圍壓條件下，卸圍壓-加軸壓和分級卸圍壓試件的峰值應(yīng)力相對于常規(guī)三軸壓縮分別平均減小了31%和30.4%，表明卸載圍壓會使巖石的承載能力降低很多.

3) 巖石的宏觀破裂呈拉剪組合狀，拉剪過渡不明顯.卸圍壓條件下，圍壓較小時，花崗巖破壞后內(nèi)部細小張拉裂隙發(fā)育，三維破裂模式呈破碎體狀，內(nèi)部主剪切破裂面的分支向外延伸成表觀張拉裂隙；圍壓較大時，內(nèi)部細小張拉裂隙較少，三維破裂模式呈不規(guī)則相交破裂面狀，主破裂面向外延伸成表觀張拉或剪切裂隙.

4) 花崗巖在卸圍壓過程中峰前產(chǎn)生的裂隙量很少，以內(nèi)部晶體黏結(jié)破裂為主，大量裂隙的產(chǎn)生、貫通多發(fā)生在峰后階段，試件的破裂具有突發(fā)性和瞬時性.設(shè)計圍壓較小時，試件側(cè)壁邊緣首先產(chǎn)生宏觀張拉裂隙；設(shè)計圍壓較大時，試件中部首先產(chǎn)生宏觀剪切裂隙.