不同水压与初始卸荷水平下砂岩的力学特性及卸荷本构模型

刘新荣¹，刘俊^1,2，李栋梁¹，王军保³，王子娟⁴，钟祖良¹

1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2. 中铁十一局集团第五工程有限公司3. 西安建筑科技大学土木工程学院4. 重庆工商大学管理学院

摘 要：为研究深埋高水压条件下岩石卸荷力学特性,以砂岩为研究对象,开展了不同水压及初始卸荷水平条件下的三轴加、卸荷试验,研究了卸荷下砂岩的应力-应变特征、强度变形特征等,并推导了卸荷本构模型。研究表明:对于卸荷试验,当初始卸荷水平n降低或者水压p增大时,砂岩的卸荷极限强度和轴向应变ε1降低,表现出更明显的脆性特征,侧向应变ε3增大,扩容特征越明显。相对于常规加载试验,卸荷试验的峰值黏聚力c最大降低59.78%,峰值摩擦角最大增加54.72%,初始卸荷水平n每降低0.1,峰值c（φ）约多减少10%（10%¹5%）。将卸荷应力-应变曲线划分为4段,选取Mohr-Coulomb屈服准则,对参数a_f,a_r,b_f,b_r进行了一元、二元函数拟合,获得了各参数的变化规律,最后得到了卸荷条件下的本构关系。结果表明,理论模型与试验结果吻合较好。

关键词：岩石力学;卸围压;初始卸荷水平;水压;本构模型;