蠕变作用后大理岩强度与变形特性试验研究

为研究蠕变行为对岩石力学性质的影响，分别在裂隙压密阶段、弹性阶段、裂隙稳定扩展阶段和非稳定扩展阶段，对大理岩进行不同应力水平和时间的蠕变预处理，卸载后再进行单轴压缩破坏试验，分析不同条件蠕变作用后大理岩强度与变形特性的变化规律，同时提出采用体变速率进行岩石变形阶段划分的新方法。结果表明：(1) 裂隙压密和弹性阶段蠕变对大理岩力学性能起强化作用，随蠕变时间增长，强度和弹性模量增大，泊松比减小，且弹性阶段蠕变的强化程度大于压密阶段。裂隙稳定扩展阶段蠕变呈现相反的变化规律，起劣化作用，而岩样在非稳定扩展阶段蠕变预处理时快速破坏；(2) 依据扩容速率可将岩石变形过程分为3个阶段，分别为平稳压缩阶段、加速扩容阶段及减速扩容阶段；(3) 裂隙压密和弹性阶段蠕变后，大理岩峰值扩容速率随蠕变时间增长略有减小，裂隙稳定扩展阶段蠕变后则随蠕变时间增长显著增大；(4) 原始岩样和蠕变作用0 h后岩样的单轴压缩破坏形态以单一剪切面破坏为主。随蠕变时间增长，裂隙压密和弹性阶段蠕变后岩样破坏形态转为沿轴向劈裂破坏，裂隙稳定扩展阶段蠕变后转为剪切、劈裂组合破坏，除几条主裂隙外，还伴随众多次生裂隙。