真实水压作用下裂隙大理岩蠕变特性试验研究

作     者：陈英 谢辉 杨俊 王皓冉 刘昭伟 CHEN Ying;XIE Hui;YANG Jun;WANG Haoran;LIU Zhaowei

作者机构：四川大学水利水电学院四川成都610065 四川省水利水电勘测设计研究院有限公司四川成都610015 清华四川能源互联网研究院四川成都610042 四川电力设计咨询有限责任公司四川成都610041 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFB1310504,2016YFC0401908) 四川省科技计划资助项目(2020JDRC0130,2021YFG0100) 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2021年第53卷第4期

页      码：149-157页

摘      要：软弱层间带裂隙岩石的水压弱化效应是水利工程长期稳定研究的重要方向。针对锦屏一级坝肩软弱层间带裂隙大理岩在高水压力作用下的长期变形特性,采用特定的岩石流变试验系统,开展不同水压作用下预制裂隙大理岩的蠕变试验;结合典型蠕变过程曲线分析水压对裂隙岩石蠕变变形、蠕变速率、蠕变破坏荷载及长期强度的影响,并基于蠕变破坏断口的电镜扫描成果,从细观角度分析岩石蠕变破坏机制。结果表明:裂隙大理岩宏观破裂现象与断口微观特征相吻合,随着水压的增加,岩石破裂形式逐渐由张拉破裂向剪切破裂过渡,破裂断口由凹凸锯齿状逐渐趋于平滑。压力水沿大理岩裂隙的“楔入”可加速原始裂纹的发育,促进岩石的蠕变发展,水压越大,“楔入”效应越明显,加速蠕变速率越大,加速阶段持续时间越短,蠕变破坏的分级荷载越小;相较于稳定蠕变阶段,水压对加速蠕变阶段的影响效应更大。裂隙大理岩长期强度约占完整岩石峰值强度的50%~70%,水压的增大会降低岩石的长期力学性能,并加速岩石的蠕变破坏;工程中,建议取稳定蠕变阶段最大一级强度作为裂隙大理岩的长期强度。研究成果的应用可提高锦屏一级水电站长期稳定运行评估的准确性,并为裂隙岩石蠕变本构模型研究提供重要支撑,具备显著的工程应用与理论研究价值。

主 题 词：水压 大理岩 裂隙岩石 电镜扫描 分级加载 蠕变特性 长期强度 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.15961/j.jsuese.202000921

馆 藏 号：203104277...