应力及含水状态对裂隙花岗岩蠕变特性的影响研究

作     者：王春萍 廖益林 刘建锋 刘健 赵星光 陈亮 王璐 WANG Chunping;LIAO Yilin;LIU Jianfeng;LIU Jian;ZHAO Xingguang;CHEN Liang;WANG Lu

作者机构：核工业北京地质研究院北京100029 国家原子能机构高放废物地质处置创新中心北京100029 四川大学水利水电学院四川成都610065 西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2024年第43卷第4期

页      面：907-917页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(42307258) 核设施退役治理专项资助科研项目(科工二司〔2020〕194号) 四川省重点研发项目(2022YFSY0007) 

主　　题：岩石力学 花岗岩 蠕变 裂隙倾角 含水条件 破坏形式 

摘      要：为研究应力及含水状态对裂隙花岗岩蠕变特性的影响,以我国高放废物地质处置甘肃北山预选区完整花岗岩及含不同倾角裂隙的花岗岩为研究对象,采用岩石高温三轴流变试验系统,开展不同围压条件下的应力多级加载蠕变试验和不同含水状态下的单轴蠕变试验。试验结果表明,裂隙花岗岩横向变形的蠕变特征更加显著,且横向稳态蠕变率略高于轴向稳态蠕变率。随着应力水平的提高,轴向应变呈现出线性增长关系,而横向应变、轴向及横向稳态蠕变率均呈现出指数函数增长关系。在围压一致且偏应力相同的条件下,裂隙倾角越大,轴向和横向应变越大,轴向和横向稳态蠕变率也越高。饱和状态下,花岗岩的稳态蠕变率显著提高,岩体受力更容易发生变形,导致花岗岩在更低的蠕变荷载或更短的蠕变历时下即发生破坏。当裂隙倾角为45°或60°时,饱和试样的破坏时间仅为干燥试样的1.05‰或0.84‰。倾角30°,45°和60°裂隙花岗岩的蠕变破坏形式分别为穿裂隙面破坏、穿裂隙面破坏和沿裂隙面滑移并存的复合破坏以及沿裂隙面的滑移破坏,10 MPa围压及干燥、饱和状态均不会对其破坏形式产生显著影响。