岩石全应力应变曲线论文

岩石全应力应变曲线论文

摘要：全应力应变曲线可以反映出岩石的破坏状态，在应力达到峰值以前试件内部存储的弹性应变能和试验机本省的弹性应变能相当。当达到峰值以后，试件破坏的弹性应变能，大于试验机本省的弹性应变能，并且在这种高压状态下，岩石破坏后很容易发生岩爆。

0 引言

岩石是组成地壳的主要成分，它是由矿物和岩屑在地质作用下，按一定规律聚集而成的有一定固结力的地质体。岩石是由各种矿物的结晶颗粒，借助于颗粒间的分子作用力，或是借助外来的胶结力联结而成的。因此岩石的力学性质主要取决于矿物成分，颗粒大小和颗粒间的联结方式以及它的结构构造。对岩石全应力应变曲线的分析研究能够有效的了解岩石的工作机理，掌握岩石的力学性质。

1岩石全应力应变曲线试验机

由于一般的试验机的刚度小于岩石的刚度，所以通常在做岩石抗压试验时经常会发生试验机的弹性变量大于岩石本省的弹性变量。这样导致试验结果产生很大的偏差。并且当岩石破坏时试验机内存储的弹性势能也会顺势散去并且对试件产生很大的冲击，使得试件产生激烈的破坏。所以从过程上而言这并不能完全体现出岩石的全过程应力应变的变化过程。

实际上岩石从开始出现裂缝到破坏直至最终完全失去承载能力，是一个循序渐进的过程，不是突如其来的过程。这种过程要一直延续要变形能超过岩石的裂隙表面位止。为了更加准确的描述这个过程，

可以采用刚性试验机，并利用伺服控制系统，适当控制加载速度以适应试件的变形速度，从而来得到岩石全应力应变曲线。

2岩石的全应力应变曲线

在典型的全应力应变曲线中，弹性曲线段是在逐渐增大的，这反映了岩石内部的空隙在被逐渐压实，随着岩石内部空隙被逐渐压实，岩石开始进入了弹塑性阶段，但此时该曲线的斜率仍为一常数。伴随着荷载的逐渐增加，曲线的斜率发生变化，其中变形和荷载开始呈现非线性增长。裂隙开始进入到不稳定的发展状态，这只是破坏的开始阶段。过了这个阶段，曲线呈现下降趋势，也就是变形的增加大于荷载，这是由于裂隙发生了不稳定的传播而导致的。此时，新的裂缝开始发展，从而是岩石发生解体现象。

从上所诉的破坏阶段，刚性试验机和普通试验机所得到的结果一般基本相同，仅仅是特征值的数量上有所差异。但是一般试验机得不出曲线下降趋势的破坏阶段，实际上岩石是有后破坏特征的，虽然此时裂隙大量发展，但是破坏仍然是一个渐进的过程，不是突如其来的过程。并且超过峰值后仍然具有一定的承载能力，可见此过程与岩体工程的实际情况是十分吻合的。

3岩石反复加载的应力应变

许多地下工程中的岩石，它们的实际工作状态时在是一个反复加载的过程中进行的。这种加载过程时而加载，时而卸载，并且这种加载和卸载往往都在峰值的后区。尽管如此频繁的过峰值循环，岩石仍然有能后继续保持其完整性和继续承载的能力。不过每一次加卸载之

后岩石的裂隙都会出现和扩展很多。由于能量的滞缓损失，每一次加载裂隙就会增加扩大，其承载能力就会损失一部分。

3结语

全应力应变曲线可以反映出岩石的破坏状态，在应力达到峰值以前试件内部存储的弹性应变能和试验机本省的弹性应变能相当。当达到峰值以后，试件破坏的弹性应变能，大于试验机本省的弹性应变能，并且在这种高压状态下，岩石破坏后很容易发生岩爆。

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