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由于在深部地下工程开挖与支护的过程中,围岩的含水率会发生改变,这将对深部岩体的长期稳定性产生不利影响。以淮南矿业集团朱集东煤矿-906m处粉砂岩为研究对象,通过干湿循环作用模拟含水率变化,开展不同干湿循环条件下粉砂岩的蠕变试验,探究围岩含水率变化对深部岩体长期稳定性的影响。进而为深部地下工程结构的开挖和支护提供科学依据。主要结论如下:(1)开展了粉砂岩试件的单轴压缩试验,在加载初期,试件处于压密状态,应力应变曲线呈上凹型,随后进入弹性阶段,该阶段应力应变曲线近似呈直线关系,弹性阶段结束后试件进入相对较短的塑性屈服阶段,并在其末期试件达峰值强度后发生突然的脆性破坏,经观察发现,试件的主破坏面均近乎平行于试件的轴向,此外,还存在少量的局部剪切破坏面。(2)开展了干湿循环作用后粉砂岩的单轴压缩蠕变试验,结果表明,粉砂岩试件在应力施加的瞬间产生轴向瞬时变形,之后随应力的逐级增加,蠕变曲线的斜率增大,主要表现出减速蠕变和等速蠕变,继续施加轴向应力,试件的蠕变特性越来越明显,加载至最后一级时,试件的轴向变形随时间的发展逐渐增大,表现出岩石蠕变的三个阶段特征,并在加速蠕变段破坏;随着干湿循环次数的增多,粉砂岩的瞬时应变和蠕变应变整体都呈增大趋势,轴向稳态蠕变速率呈现非线性增大,蠕变全程历时逐渐减小,减速蠕变段和加速蠕变段历时占全程历时的比例逐渐升高,瞬时变形模量降低,破坏形态呈现出张拉脆性破坏向剪切破坏转化的特征。(3)开展不同围压状态下干湿循环6次后的岩石试件的压缩蠕变试验,发现在相同的应力下,随围压的增大,粉砂岩瞬时应变、蠕变应变和蠕变应变速率逐渐减小,瞬时变形模量逐渐增大,表明围压对粉砂岩的变形具有约束作用。(4)根据干湿循环作用后的粉砂岩单轴压缩蠕变曲线的特点,采用广义开尔文链模型,利用Origin软件拟合得出不同应力水平下的蠕变参数,并将其代入模型中,发现所得结果与试验数据可很好地拟合,说明该模型能够很好地反映干湿循环作用后深部粉砂岩的蠕变特征。(5)根据岩石的蠕变机理,提出了一个非线性粘性元件,将其与已有的圣维南体并联起来,得到能描述粉砂岩非线性蠕变特征的粘弹性体,并将其与广义开尔文链模型结合,建立一个可以全面反映三个蠕变阶段特征的非线性粘弹塑性模型,利用数据对所建立的模型进行参数识别,结果表明该模型可以合理地描述干湿循环后粉砂岩的蠕变特征。