不同膨胀状态下膨胀岩剪切蠕变试验研究

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近些年随着国内大规模工程建设,大量膨胀岩工程问题涌现。尤其膨胀岩工程的长期稳定性关系到工程的长期运营和安全,而蠕变对膨胀岩工程长期稳定性有重要影响。在大量膨胀岩工程实例中发现,膨胀岩在膨胀作用下蠕变特性加剧,给工程的长期稳定性和安全性造成不利影响。所以本文针对膨胀作用下膨胀岩蠕变特性进行试验研究,为膨胀岩工程的长期稳定性提供理论支撑。本文对不同膨胀状态下膨胀岩剪切蠕变特性开展试验研究。主要进行了无膨胀作用的蠕变试验、膨胀与蠕变完全耦合的蠕变试验、膨胀与蠕变不完全耦合的蠕变试验、膨胀与蠕变分开耦合的蠕变试验,并在试验的基础上对膨胀岩的长期强度进行研究。所得结论如下:膨胀与蠕变耦合的蠕变曲线与无膨胀作用的蠕变曲线有相似规律性,当应力较小时,都表现为衰减蠕变,当应力较大时,都表现为加速蠕变。膨胀加剧蠕变,同时蠕变促进膨胀。膨胀和蠕变耦合方式对膨胀岩长期强度影响显著,具体表现为膨胀作用下的膨胀岩长期强度远小于无膨胀作用下的膨胀岩长期强度,膨胀与蠕变完全耦合下的膨胀岩长期强度低于膨胀与蠕变分开耦合下的膨胀岩长期强度。对于膨胀与蠕变完全耦合作用下的膨胀岩而言,当法向应力小于膨胀力时,运用曲线拟合方法得出法向应力与长期强度关系可以用y=14.734e0.0076x指数函数表达,当法向应力大于等于膨胀力时,运用曲线拟合方法得出法向应力与长期强度关系可以用y=0.26x+76.667线性函数表达。对于膨胀与蠕变分开耦合作用下的膨胀岩而言,当预加法向应力小于膨胀力时,预加法向应力与长期强度的关系可以用函数y=xtan(0.0002x+0.2835)+0.0617x+28.2表达,当预加法向应力大于等于膨胀力时,预加法向应力与长期强度的关系可以用函数y=xtan20.3°+80.5表达。
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