[发明专利]可获得峰前滞后损伤岩样抗剪强度参数的单试件测定方法

摘要

本发明公开了一种可获得峰前滞后损伤岩样抗剪强度参数的单试件测定方法。首先在需要进行力学参数测试的工程岩体中进行截割取样，将现场取得的测试岩体加工成标准圆柱体岩石试件；其次，将圆柱体岩石试件置于岩石三轴试验机的压力室内，在圆柱体试件轴向和环向上分别敷设位移传感器，并保证能进行实时数据传输到位移采集器里，实现圆柱体试件的轴向应变和环向应变数据的实时获取；然后，制作峰前滞后损伤岩样及岩石损伤程度测定，最后进行损伤岩样抗剪强度参数测定。可获得岩石峰前任一损伤状态下岩石损伤度及其抗剪强度力学参数及其变化规律，为地下工程施工力学过程的稳定性评价与支护优化设计提供重要技术参数。

主权项

一种可获得峰前滞后损伤岩样抗剪强度参数的单试件测定方法，其特征在于：包括如下各步骤：步骤1：首先在需要进行力学参数测试的工程岩体中进行截割取样，将现场取得的测试岩体加工成标准圆柱体岩石试件；步骤2：将圆柱体岩石试件置于岩石三轴试验机的压力室内，在圆柱体试件轴向和环向上分别敷设位移传感器，并保证能进行实时数据传输到位移采集器里，实现圆柱体试件的轴向应变和环向应变数据的实时获取；步骤3：岩石峰前滞后损伤岩样制作，具体如下：步骤301：按照现场实际工程岩体的最小主应力水平，按应力控制加载方式，对试件进行轴压和围压加载至静水压力状态a点，该状态下轴压σ1a＝围压σ3a；然后增加轴压至现场工程岩体的最大主应力水平，使得岩石试件处于现场工程岩体原岩应力水平状态b点，该状态下轴压σ1b>围压σ3a；步骤302：保持该级围压σ3a恒定，按位移控制加载方式，施加轴向荷载至现场工程岩体受到的外荷载次生应力水平c点，该状态下轴压σ1c>围压σ3a；步骤303：当试件轴、围压施加至次生应力水平c点后，保持此应力水平的恒载作用一段时间至d点，待试件轴向变形缓慢增长后逐步稳定下来并连续保持100s未发生变化时即可卸载至原始地应力状态e点，该状态下轴压＝σ1b，围压＝σ3a；步骤4：岩石峰前滞后损伤岩样的损伤程度测定，具体如下：步骤401：记录轴向荷载增加至现场工程岩体次生应力水平d点的轴向应变值εsi，从工程岩体次生应力水平卸载至原岩应力水平e点时产生的弹性应变值εei，不可逆塑性应变值εpi；步骤402：采用常规三轴试验方法，获得岩石在该级围压σ3a下的峰值应变值εP；步骤403：定义岩石在此应力水平下的损伤度D＝εpi/εP，此时轴压＝σ1c,围压＝σ3a；步骤5：岩石峰前滞后损伤岩样抗剪强度参数测定，具体如下：步骤501：保持该级围压σ3a不变，按位移控制方式增加轴压，直至试件轴向应力达到该级围压下的峰值荷载σ1f，当轴向加载越过峰值后，立即采用应力加载方式增加围压至下级应力水平σ3b；步骤502：在增大围压σ3a至σ3b后，保持围压σ3b不变，继续按位移加载方式增加轴压，直至试件轴向应力达到该级围压σ3b下的峰值荷载σ1g，当轴向加载越过峰值后，立即采用应力加载方式增加围压至下级应力水平σ3c；步骤503：在增大围压σ3b至σ3c后，保持围压σ3c不变，继续按位移加载方式增加轴压，直至试件轴向应力达到该级围压σ3c下的峰值荷载σ1h，直至试件轴向加载越过峰值达到最终破坏；步骤504：利用三次屈服应力水平，分别对应的参数为：σ1f、σ3a，σ1g、σ3b，σ1h、σ3c，按照摩尔‑库伦屈服准则σ1＝Aσ3+B，回归得到该滞后损伤状态D＝εpi/εP下的抗剪强度参数c和内摩擦角其中抗剪强度参数：内摩擦角粘聚力