理论教育 岩体结构面力学特性的时间效应:对起裂应力的探讨

岩体结构面力学特性的时间效应:对起裂应力的探讨

时间:2023-08-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据第2章的研究成果,可利用求解剪切刚度最大值所对应的应力值的方法来确定起裂应力,表3.11所列为不同剪切速率条件下起裂应力的求解结果,相同JRC、不同剪切速率条件下的起裂应力值变化不大,但是由于剪切速率本身对剪切变形曲线的影响程度较小,因而不易判断起裂应力与剪切速率的关系。此外,起裂应力之前也会波动,这是由于结构面的不均匀性引起局部破坏造成的。图3.15变速率剪切试验中的初裂应力

岩体结构面力学特性的时间效应:对起裂应力的探讨

根据第2章的研究成果,可利用求解剪切刚度最大值所对应的应力值的方法来确定起裂应力,表3.11所列为不同剪切速率条件下起裂应力的求解结果(图3.8),相同JRC、不同剪切速率条件下的起裂应力值变化不大,但是由于剪切速率本身对剪切变形曲线的影响程度较小,因而不易判断起裂应力与剪切速率的关系。

表3.11 利用剪切刚度变化法求解的起裂应力(σn=4.35MPa)

通过变速率试验及分析可知,在变速率试验的第Ⅰ阶段,速率变化对曲线形态的影响不大,此时的结构面变形主要为弹性变形,而一旦新的裂隙或者塑性变形产生,试样中弹性变形和塑性变形同时存在时,速率才开始对其影响,曲线出现了凹凸现象,绿片岩结构面的变速率试验也证明了这一点。因此,阶段Ⅰ和阶段Ⅱ的分界点即为初裂应力,如图3.15所示。然而,在初裂应力之前,剪切速率对曲线的形态几乎是不影响的,无论怎样变换加载速率都不会对曲线产生较为明显的影响。此外,起裂应力之前也会波动,这是由于结构面的不均匀性引起局部破坏造成的。(www.daowen.com)

根据上述分析可知,由于起裂应力之前,结构面的主要变形为弹性变形,并且剪切速率对其影响不大,而起裂应力之前,剪切速率对曲线形态以及剪切应力与变形的关系影响较小,因此,加载速率对起裂应力的影响较小。

图3.15 变速率剪切试验中的初裂应力

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