层状片麻岩力学性质与变形场演化特征研究 论文

为探究不同层理倾角片麻岩的破裂失稳与变形场演化特征,采用TAW-3000型刚性伺服试验机和VIC-3D全场应变数字散斑测量系统,通过对0°,30°,45°,60°,90°5种层理倾角片麻岩进行单轴压缩试验,揭示不同层理倾角片麻岩力学性质和应变场演化特征。研究表明:随着层理倾角的增加,片麻岩的破坏模式由贯穿层理的张拉和沿层理面的剪切混合破坏向沿层理面的剪切滑移破坏转变,倾角为90°时为沿层理面的张拉劈裂破坏,并且一般有多个破裂面;单轴抗压强度和弹性模量随倾角的增加表现出先降后升趋势,大致呈"V"形,60°时最低,90°时最高;60°时片麻岩单轴抗压强度的层理结构效应最明显;相同倾角时,随着荷载的增加,应变场由均匀分布向着应变集中带分布转变。相同荷载时,倾角越大的试件能越早观测到应变集中带;应变均方差曲线在试件微裂纹压密及弹性阶段较小且变化平缓,在塑性和破坏阶段陡升。不同倾角试件在不同荷载阶段的应变均方差上升幅度不同,峰前荷载75%σ至峰后荷载50%σ是岩石变形显著阶段;分别定义应变均方差曲线第一次出现转折点和斜率陡增点为一、二级预警信号,其中时间预警整体优于应力预警。研究结果可为实际工程