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第４４卷第３期东北大学学报(自然科学版)Ｖｏｌ.４４ꎬＮｏ.３
２０２３年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)Ｍａｒ.２０２３
ｄｏｉ:１０.１２０６８/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－３０２６.２０２３.０３.０１５
基于三轴加卸载试验的花岗岩弹性模量变异
与能量演化分析
１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２
纪洪广ꎬ陈东升ꎬ苏晓波ꎬ权道路
(１北京科技大学土木与资源工程学院ꎬ北京１０００８３ꎻ２北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室ꎬ北京１０００８３)
摘要:为了研究岩体的变形特征和能量特征与其所处应力状态之间的关系ꎬ开展了５种围压下花岗岩
的三轴循环加卸载试验.基于应力－应变曲线ꎬ计算了循环加卸载过程中花岗岩的弹性模量和能量密度ꎬ分析
了应力状态对弹性模量及能量演化规律的影响.研究结果表明:轴向弹性模量随围压的增大而增大ꎬ随轴向应
力的增大先增大后减小.轴向弹性模量与最大、最小主应力呈现良好的二次函数关系.随着围压的增大ꎬ能量
密度与弹性能占比(弹性能与输入总能量之比)均显著增大ꎬ岩石储能能力提高ꎻ随着轴向应力增大ꎬ弹性能
占比先增大后减小.弹性能占比减小阶段即岩石损伤加剧阶段ꎬ围压的增加延长了岩石的损伤演化过程.最后
讨论了应力状态、岩石力学参数及能量状态的关联性.
关键词:岩石力学ꎻ三轴循环加卸载ꎻ弹性模量ꎻ能量演化特征ꎻ蓄能水平
中图分类号:ＴＵ４５文献标志码:Ａ文章编号:１００５－３０２６(２０２３)０３－０４１５－０９
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＥｌａｓｔｉｃＭｏｄｕｌｕｓＶａｒｉａｔｉｏｎａｎｄＥｎｅｒｇｙＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆ
ＧｒａｎｉｔｅＢａｓｅｄｏｎＴｒｉａｘｉａｌＬｏａｄｉｎｇａｎｄＵｎｌｏａｄｉｎｇＴｅｓｔ
１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２
ＪＩＨｏｎｇ￣ｇｕａｎｇꎬＣＨＥＮＤｏｎｇ￣ｓｈｅｎｇꎬＳＵＸｉａｏ￣ｂｏꎬＱＵＡＮＤａｏ￣ｌｕ
(１ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８３ꎬ
Ｃｈｉｎａꎻ２ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｒｂａｎＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＢｅｉｊｉｎｇꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８３ꎬＣｈｉｎａ.Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＣＨＥＮＤｏｎｇ￣ｓｈｅｎｇꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｂｅｉｋｅｃｄｓ＠１６３.ｃｏｍ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｅｎｅｒｇｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅ
ｒｏｃｋｍａｓｓａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅꎬｔｒｉａｘｉａｌｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓｏｎｇｒａｎｉｔｅｕｎｄｅｒｆｉｖｅ
ｔｙｐｅｓｏｆｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓ￣ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓꎬｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓ
ａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅｇｒａｎｉｔｅｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｄｕｒｉｎｇｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇꎬａｎｄｔｈｅ
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专注于经营管理类文案的拟写、润色等，本人已有10余年相关工作经验，具有扎实的文案功底，尤善于各种框架类PPT文案，并收集有数百万份各层级、各领域规范类文件。欢迎大家咨询！
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