岩石加荷破坏弹性能和耗散能演化特性

张黎明^1,2,3，高速¹，任明远¹，王在泉¹，马绍琼¹

1. 青岛理工大学理学院2. 青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全山东省协同创新中心3. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘 要：开展大理岩、灰岩和砂岩的常规三轴试验,研究岩石变形过程的能量非线性演化特征。结果表明:岩样屈服前外力功大部分转化为弹性应变能存储于岩样内部,耗散能增加的很少,屈服点后耗散能快速增加,弹性能增速变缓。岩石的极限存储能具有围压效应,随着围压增加,岩石破坏时的极限存储能逐渐增加。极限存储能还与岩石本身的性质有关,岩石的强度越高,脆性越强,极限存储能愈大。灰岩极限存储能最大,大理岩极限存储能次之,砂岩极限存储能最小。根据弹性能和耗散能的演化规律,构建了岩石变形破坏过程中弹性应变能的非线性演化模型,理论模型与3种岩石的试验结果吻合较好。

关键词：岩石破坏;弹性应变能;耗散应变能;能量演化;