北山花岗岩在三轴压缩条件下的强度参数演化.pdf

第 36 卷 第 7 期 岩石力学与工程学报 Vol.36 No.7 2017 年 7 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ，2017 北山花岗岩在三轴压缩条件下的 强度参数演化 李鹏飞，赵星光，郭 政，马利科，陈 亮，王 驹 (核工业北京地质研究院，北京 100029) 摘要：采用 MTS815 岩石力学试验机对北山新场深部花岗岩进行三轴循环加、卸载试验，研究岩石强度参数的演 化特征。基于 Mohr-Coulomb 相关理论推导与分析，探讨岩石发生屈服后的强度变化规律。在分析不同围压条件 下岩石全应力–应变曲线的基础上，以塑性剪切应变为塑性参数，建立北山花岗岩黏聚力、内摩擦角和剪胀角随 塑性参数变化的数学模型。研究结果表明：(1) 在损伤应力点，岩石塑性剪切应变接近于 0，损伤应力可作为北山 花岗岩塑性参数的零点，其亦可作为岩石强度参数演化的起点。(2) 在损伤应力点后，岩石黏聚力随塑性参数的增 加呈指数函数形式衰减并最终趋近于 0 ；内摩擦角随塑性参数的增加以对数正态函数的形式表现出先增加后减小 的趋势，且岩石残余内摩擦角值与起始内摩擦角值接近。(3) 损伤应力后的岩石剪胀行为与峰后剪胀行为相似，剪 胀角随着塑性参数和围压的增加而不断减小，且对低围压条件更为敏感。(4) 将建立的模型嵌入到数值模拟工具中， 通过模拟岩石三轴压缩试验，可证实模型的准确合理性。 关键词：岩石力学；北山花岗岩；强度参数；三轴压缩 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2017)07 –1599 –12 Variation of strength parameters of Beishan granite under triaxial compression LI Pengfei ，ZHAO Xingguang ，GUO Zheng，MA Like ，CHEN Liang，WANG Ju (Beijing Research Institute of Uranium Geology ，Beijing 100029 ，China) Abstract ：Triaxial cyclic loading-unloading tests on Beishan granite from deep underground were conducted using the rock mechanical test system MTS815 to investigate the variation of strength parameters of the rock. The variation characteristics of rock strength parameters were discussed in detail according to the Mohr-Coulomb theory. The measured complete stress-strain curves under the different confining stresses were analyzed. The plastic shear strain was regarded as the plastic parameter to describe the strength and dilation behaviors of rock. The results indicate that the damage stress can b