加卸荷條件下大理巖變形特征及能量演化

王 璐，魏俞杰，唐時美，闞子威

(1.西華大學 土木建筑與環境學院，成都 610039； 2.四川大學 水利水電學院，成都 610065)

1 研究背景

巖石埋深越大，所處地下空間應力場越復雜，地應力越高[1]。自然環境中，巖石通常處于壓縮狀態。對埋深較大的地下工程而言，必然存在著對深部巖體進行開挖，繼而導致深部巖體在原有應力狀態下產生卸荷作用，使巖體內部已有的應力平衡被打破，發生應力重分布。巖石在常規加載應力路徑和卸荷應力路徑下產生的變形破壞特征有著顯著的區別，但本質都是能量耗散和能量釋放的結果[2-3]，因此研究不同應力路徑下能量的演化特征，對于解釋變形破壞特征、工程問題等具有重要意義。

巖石的變形破壞可以通過應力、應變以及能量方法表示[4]。其中，應力、應變方法對其表示較為直觀，巖石變形過程中的變量可通過試驗直接測量，目前對該方法的使用較多。李地元等[5]對不同應力路徑下的花崗巖開展的試驗研究，認為花崗巖在卸荷應力路徑下的體積擴容量更大。劉新榮等[6]通過對砂巖開展的常規三軸壓縮試驗和三軸卸荷試驗，得出了與李地元等[5]相同的結果，且認為巖樣在高應力狀態下需要更大的圍壓卸荷量才會破壞。溫韜等[7]、孫雪等[8]、李建朋等[9]對巖石開展了加卸荷試驗研究，結果均表明巖石在卸荷條件下發生的脆性破壞更加劇烈。巖石在變形過程中不斷進行能量轉化，在巖體內部能量的驅動作用下發生破壞，越來越多的學者從能量角度出發對巖石的變形破壞進行解釋。……