基于大型三轴试验的蚀变花岗岩力学行为及浸水湿化研究

• 作者: 李地元 杜少华 石北啸 茆大炜 阮波
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 断层破碎带 大三轴试验 蚀变花岗岩 力学行为 湿化变形
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 页码范围: 1819-1831
• 页数: 13页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2020.0175

摘要

位于断层破碎带且富含地下水的工程围岩软弱、破碎,存在严重的湿化塌陷隐患,工程维护面临诸多技术难题.以河南五岳蓄水电站断层破碎带蚀变花岗岩为对象,通过现场采样及重塑配比制样,运用大型三轴剪切仪研究了符合现场水力环境(含水率、围压及应力水平)下岩体的力学行为及发生浸水湿化后的变形特性.力学强度试验结果表明:不同含水率试样的峰值强度、峰值应变均随围压增大而升高,干燥试样的峰值强度平均比自然、饱和状态下高出22.90％和27.33％,而后两者之间平均差值仅为3.61％;含水率的改变显著影响试样的峰值应变,围压一定时,自然含水试样的峰值应变最大,干燥的却最小.湿化试验结果表明:湿化应变增量指标(△εls,△εVS及△γs)均受到应力水平、围岩变化的显著影响,相对于围压,应力水平对各指标作用更为敏感,当应力水平逐级增加1倍时,3个指标分别平均增大2.59,1.41,3.17倍.对比蚀变花岗岩浸水湿化前后的强度和变形情况,浸水湿化不仅减弱其本身力学强度,且加大其体变量.构建了反应此类岩土体湿化应变增量的数学模型,可用作现场围岩湿化变形安全评估及开展有限元数值分析.