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循环荷载作用下片麻岩劣化损伤机理与规律试验

杨龙 史小勇 陈钱 魏云杰 张明 吕文韬

杨龙, 史小勇, 陈钱, 魏云杰, 张明, 吕文韬. 循环荷载作用下片麻岩劣化损伤机理与规律试验[J]. 地质科技通报, 2020, 39(5): 55-60. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0517
引用本文: 杨龙, 史小勇, 陈钱, 魏云杰, 张明, 吕文韬. 循环荷载作用下片麻岩劣化损伤机理与规律试验[J]. 地质科技通报, 2020, 39(5): 55-60. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0517
Yang Long, Shi Xiaoyong, Chen Qian, Wei Yunjie, Zhang Ming, Lü Wentao. Mechanism and laws of deterioration and damage of gneisses under cyclic loading[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(5): 55-60. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0517
Citation: Yang Long, Shi Xiaoyong, Chen Qian, Wei Yunjie, Zhang Ming, Lü Wentao. Mechanism and laws of deterioration and damage of gneisses under cyclic loading[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(5): 55-60. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0517

循环荷载作用下片麻岩劣化损伤机理与规律试验

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0517
基金项目: 

中国地质调查局地质调查项目 DD20179609

中国地质调查局地质调查项目 DD20190647

详细信息
    作者简介:

    杨龙(1992-), 男, 现正攻读地质工程专业硕士学位, 主要从事地质灾害等方面的研究工作。E-mail:372547214@qq.com

    通讯作者:

    张明(1981-), 男, 教授, 主要从事地质灾害方面的科研与教学工作。E-mail:zhangming8157@126.com

  • 中图分类号: TU458

Mechanism and laws of deterioration and damage of gneisses under cyclic loading

  • 摘要: 新疆塔县地区广泛分布的大规模片麻岩崩塌、滑坡主要是由于长期地震力循环作用下岩体劣化所致。为揭示该地区片麻岩在地震力作用下的劣化损伤机理,采用在不同应力水平条件下对片麻岩岩样进行循环荷载试验和三轴压缩试验的方法,分析了片麻岩阻尼参数及循环加、卸载前后三轴抗压强度的变化规律。研究结果表明:片麻岩阻尼比和阻尼系数随着循环荷载次数的增加而逐渐降低,随着应力水平的升高而增大;循环荷载作用后,片麻岩的三轴抗压强度均明显降低,且应力水平越高,降低的幅度越大;此外,片麻岩内部矿物颗粒的相互摩擦,原生微裂隙、孔洞的张开、闭合以及次生裂隙的产生、发展是导致其劣化损伤的主要机制。总的来说,长期地震力作用下,研究区片麻岩由于内部劣化损伤导致的力学性质降低,是该区域广泛发育大规模崩塌、滑坡等地质灾害的主要原因之一。

     

  • 图 1  试验仪器

    Figure 1.  Experiment instrument

    图 2  加载波形示意图

    Figure 2.  Schematic diagram of loading waveform

    图 3  不同应力水平条件下σd-εd曲线

    Figure 3.  Axial stress-axial strain curves under different stress levels

    图 4  岩石典型滞回圈曲线

    Figure 4.  Typical hysteretic loop of rocks

    图 5  滞回圈面积与循环荷载次数关系

    Figure 5.  Relation curves of hysteretic circle area and cyclic loading number

    图 6  岩石阻尼参数计算原理示意图

    σdmaxσdmin分别为滞回圈的峰值和谷值动应力;εdmaxεdmin分别为滞回圈的峰值和谷值动应变;Ed.动弹性模量

    Figure 6.  Schematic diagram of calculation principle of rock damping parameters

    图 7  阻尼比λ-循环荷载次数关系曲线

    Figure 7.  Relation curves of damping ratio and cyclic loading number

    图 8  阻尼系数C-循环荷载次数关系曲线

    Figure 8.  Relation curves of damping coefficient and cyclic loading number

    图 9  循环荷载作用下片麻岩三轴抗压强度变化曲线

    Figure 9.  Triaxial compressive strength curve of gneiss under

    表  1  循环荷载试验工况

    Table  1.   Conditions of cyclic loading test

    试样编号 围压/MPa 应力水平/MPa 振幅/MPa 加载频率/Hz 循环次数
    1 6 100 25 2 30
    2 6 125 25 2 30
    3 6 150 25 2 30
    4 6 175 25 2 30
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  • 收稿日期:  2019-12-20

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