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循环荷载下岩石材料力学特性研究进展

孙冰|刘顺|曾晟|樊军伟|尹裕|陈寅
作者单位：
南华大学土木工程学院|南华大学土木工程学院|南华大学资源环境与安全工程学院|南华大学土木工程学院|中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司|新疆喀拉通克矿业有限责任公司
基金项目：
湖南省自然科学基金项目(2018JJ2331)
详细信息：
作者简介：
孙冰(1979—)，女，河南平顶山人，教授，博士，研究方向为岩石力学；湖南省衡阳市常胜西路28号，南华大学土木工程学院，421001；E-mail:sunbingnh@126.com
通讯作者：
E-mail:usczengs@126.com，18773487811
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Research progress of mechanical properties of rock materials under circulating loading

English Author：
School of Civil Engineering,University of South China|School of Civil Engineering,University of South China|School of Resource ＆ Environment and Safety Engineering,University of South China|School of Civil Engineering,University of South China|Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.,Ltd.|Xinjiang Kalatongke Mining Co.,Ltd.
Unit：

摘要
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参考文献

摘要:

工程实际中的岩体常常受到地质构造运动、工程施工及次生应力场等循环荷载作用，表现出与单调荷载不同的力学特性。为了更好地研究循环荷载作用下岩石材料的力学特性，对强度特征、变形特征及破坏特征3个方面进行了总结分析，同时对现有研究的局限性提出了几点建议：在更宽频率范围内研究频率对循环力学特性的影响，从而得出更为准确的结论；将现有的力学理论与数值模拟手段结合起来研究岩石材料的循环力学特性；通过扫描电镜与原位CT扫描等技术深入开展循环荷载下岩石力学特性的微观结构研究，探究岩石材料的失稳破坏机制。

关键词:

岩石力学；循环荷载；强度特征；变形特征；破坏特征

Abstract:

Rock mass in engineering practice is often subjected to circulating loads such as geological tectonic movement,engineering construction and secondary stress field,which shows different mechanical properties from monotonic loads.In order to study the mechanical properties of rock material under circulating load,the study summarized and analyzed from the 3 aspects of strength characteristics,deformation characteristics and failure characteristics,at the same time put forward some suggestions to the limitations of existing research:to study the effect of frequency on circulating mechanical characteristics in a wider frequency range,thus to reach more accurate conclusion;to study the circulating mechanical properties of rock materials by combining the existing mechanical theories with numerical simulation methods;scanning electron microscopy and on-situ CT scanning were used to conduct in-depth research on the microstructure of rock mechanical properties under circulating loading to explore the instability failure mechanism of rock materials.

Keywords:

rock mechanics;circulating load;strength characteristics;deformation characteristics;failure characteristics

[1]曾晟,王少平,张妮.冲击荷载下岩石裂纹扩展研究进展[J].黄金科学技术,2019,27(1):52-62.
[2]BURDINENT.Rockfailureunderdynamicloadingconditions[J].SocietyofPetroleumEngineersJournal,1963,3(1):1-8.
[3]HAIMSONBC,KIMCM.Mechanicalbehaviourofrockundercyclicfatigue[C]∥ASCE.CordingEJ(ed)stabilityofrockslopes.Proceedingsofthe13thsymposiumonrockmechanics.NewYork：ASCE，1972：845-863.
[4]WANGZ,LIS,QIAOL,etal.Finiteelementanalysisofthehydro-mechanicalbehaviorofanundergroundcrudeoilstoragefacilityingranitesubjecttocyclicloadingduringoperation[J].InternationalJournalofRockMechanics&MiningSciences,2015,73:70-81.
[5]张媛,许江,杨红伟,等.循环荷载作用下围压对砂岩滞回环演化规律的影响[J].岩石力学与工程学报,2011,30(2):320-326.
[6]席道瑛,陈运平,陶月赞,等.岩石的非线性弹性滞后特征[J].岩石力学与工程学报,2006,25(6):1086-1093.
[7]陈运平,席道瑛,薛彦伟.循环荷载下饱和岩石的滞后和衰减[J].地球物理学报,2004,47(4):672-679.
[8]康红普,范明建,高富强,等.超千米深井巷道围岩变形特征与支护技术[J].岩石力学与工程学报,2015,34(11):2227-2241.
[9]谢和平.深部岩体力学与开采理论研究进展[J].煤炭学报,2019,44(5):1283-1305.
[10]卢应发,张梅英,葛修润.大理岩静态和循环荷载试件的电镜试验分析[J].岩土力学,1990,11(4):77-82.
[11]杨永杰,宋扬,楚俊.循环荷载作用下煤岩强度及变形特征试验研究[J].岩石力学与工程学报,2007,26(1):201-205.
[12]王者超,赵建纲,李术才,等.循环荷载作用下花岗岩疲劳力学性质及其本构模型[J].岩石力学与工程学报,2012,31(9):1888-1900.
[13]张英,苗胜军,郭奇峰,等.循环荷载下花岗岩应力门槛值的细观能量演化及岩爆倾向性[J].北京科技大学学报,2019,41(7):864-873.
[14]任建喜,蒋宇,葛修润.单轴压缩岩石疲劳寿命影响因素试验分析[J].岩土工程学报,2005,27(11):47-50.
[15]GONGM,SMITHI.Effectofwaveformandloadingsequenceonlow-cyclecompressivefatiguelifeofspruce[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering,2003,15(1):93-99.
[16]XIAOJQ,DINGDX,XUG,etal.Waveformeffectonquasi-dynamicloadingconditionandthemechanicalpropertiesofbrittlematerials[J].InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences,2007,45(4):621-626.
[17]何明明,李宁,陈蕴生,等.不同循环加载条件下岩石阻尼比和阻尼系数研究[J].岩土力学,2017,38(9):2531-2538.
[18]李子运,吴光,黄天柱,等.三轴循环荷载作用下页岩能量演化规律及强度失效判据研究[J].岩石力学与工程学报,2018,37(3):662-670.
[19]肖建清,丁德馨,徐根,等.常幅循环荷载下岩石的变形特性[J].中南大学学报(自然科学版),2010,41(2):685-691.
[20]何明明,李宁,陈蕴生,等.分级循环荷载下岩石动力学行为试验研究[J].岩土力学,2015,36(10):2907-2913.
[21]李江腾,肖峰,马钰沛.单轴循环加卸载作用下红砂岩变形损伤及能量演化[J].湖南大学学报(自然科学版),2020,47(1):139-146.
[22]邓华锋,胡玉,李建林,等.循环荷载的频率和幅值对砂岩动力特性的影响[J].岩土力学,2017,38(12):3402-3409,3418.
[23]徐建光,张平,李宁.循环荷载下断续裂隙岩体的变形特性[J].岩土工程学报,2008,30(6):802-806.
[24]祝艳波,黄兴,郭杰,等.循环荷载作用下石膏质岩的疲劳特性试验研究[J].岩石力学与工程学报,2017,36(4):940-952.
[25]席道瑛,徐松林,李廷,等.岩石中微细观结构对外力和温度响应的概率研究[J].岩石力学与工程学报,2017,36(1):15-21.
[26]马林建,刘新宇,许宏发,等.循环荷载作用下盐岩三轴变形和强度特性试验研究[J].岩石力学与工程学报,2013,32(4):849-856.
[27]郭印同,赵克烈,孙冠华,等.周期荷载下盐岩的疲劳变形及损伤特性研究[J].岩土力学,2011,32(5):1353-1359.
[28]FANJ,JIEC,JIANGD,etal.Discontinuouscyclicloadingtestsofsaltwithacousticemissionmonitoring[J].InternationalJournalofFatigue,2017,94(S1):140-144.
[29]倪骁慧,李晓娟,朱珍德,等.不同频率循环荷载作用下花岗岩细观疲劳损伤量化试验研究[J].岩土力学,2012,33(2):422-427.
[30]蔡国军,冯伟强,赵大安,等.三轴循环荷载下砂岩变形及损伤力学试验研究[J].水力发电,2019,45(10):44-48，74.
[31]张志镇,高峰.受载岩石能量演化的围压效应研究[J].岩石力学与工程学报,2015,34(1):1-11.
[32]苏承东,张振华.大理岩三轴压缩的塑性变形与能量特征分析[J].岩石力学与工程学报,2008，27(2):273-280.
[33]彭瑞东,鞠杨,高峰,等.三轴循环加卸载下煤岩损伤的能量机制分析[J].煤炭学报,2014,39(2):245-252.
[34]FUENKAIORNK,PHUEAKPHUMD.EffectsofcyclicloadingonmechanicalpropertiesofMahaSarakhamsalt[J].EngineeringGeology,2010,112(1/2/3/4):43-52.
[35]FAOROI,VINCIGUERRAS,MARONEC,etal.Linkingpermeabilitytocrackdensityevolutioninthermallystressedrocksundercyclicloading[J].GeophysicalResearchLetters,2013,40:2590-2595.
[36]蒋宇,葛修润,任建喜.岩石疲劳破坏过程中的变形规律及声发射特性[J].岩石力学与工程学报,2004,23(11):1810-1814.
[37]许江,大?帽Ｕ\介,鲜学福.循环载荷对三城目安山岩变形特性的影响[J].重庆大学学报(自然科学版),2000,23(6):38-41.
[38]付小敏,熊魂,王从颜,等.三轴循环荷载下岩石的变形及阻尼特性试验研究[J].中国测试,2015,41(2):1-4.
[39]蒋长宝,魏财,庄万军,等.等幅循环荷载下页岩的变形特性及能量演化机制研究[J].岩石力学与工程学报,2020,39(12):45-57.
[40]赵国凯,胡耀青,靳佩桦,等.实时温度与循环载荷作用下花岗岩单轴力学特性实验研究[J].岩石力学与工程学报,2019,38(5):927-937.
[41]陈运平,王思敬,王恩志.循环荷载下层理岩石的弹性和衰减各向异性[J].岩石力学与工程学报,2006,25(11):2233-2239.
[42]席道瑛,张程远,刘小燕.低围压和疲劳载荷下砂岩的波速,模量及疲劳损伤(Ⅱ):岩石的力学特性[J].岩石力学与工程学报,2004,23(13):2168-2171.
[43]胡跃飞,胡耀青,赵国凯,等.温度和应力循环作用下花岗岩力学特性变化规律试验研究[J].岩石力学与工程学报,2020,39(4):61-70.
[44]YANGSQ,RANJITHPG,HUANGYH,etal.Experimentalinvestigationonmechanicaldamagecharacteristicsofsandstoneundertriaxialcyclicloading[J].GeophysicalJournalInternational,2015,201(2):662-682.
[45]周阳,苏生瑞,马洪生.循环荷载作用下绿泥石千枚岩弹性模量演化规律试验研究[J].中南大学学报(自然科学版),2020,51(3):783-792.
[46]王述红,王子和,王凯毅,等.循环荷载下含双裂隙砂岩弹性模量的演化规律[J].东北大学学报(自然科学版),2020,41(2):133-137.
[47]张琰,李江腾.单调及循环加载下大理岩断裂特性研究[J].岩石力学与工程学报,2019,38(增刊2):41-48.
[48]樊秀峰,简文彬.砂岩疲劳特性的超声波速法试验研究[J].岩石力学与工程学报,2008，27(3):557-563.
[49]李浩,徐卫亚,王苏生.致密砂岩循环加载试验及能量演化分析[J].河海大学学报(自然科学版),2020,48(2):86-91.
[50]郭臣业,鲜学福,姜永东,等.砂岩加载试验峰后变形,破坏与应变能特征[J].岩石力学与工程学报,2011，30(增刊2):3892-3898.
[51]付安琪,蔚立元,苏海健,等.循环冲击损伤后大理岩静态断裂力学特性研究[J].岩石力学与工程学报,2019,38(10):2021-2030.
[52]刘亮,杜广印,李二兵,等.北山花岗岩断裂力学行为及其声发射特征研究[J].岩石力学与工程学报,2020,39(增刊2):3237-3244.
[53]金解放,李夕兵,王观石,等.循环冲击载荷作用下砂岩破坏模式及其机理[J].中南大学学报(自然科学版),2012，43(4):254-262.
[54]LIXB,LOKTS,ZHAOJ.DynamicCharacteristicsofGraniteSubjectedtointermediateloadingrate[J].RockMechanicsandRockEngineering,2005,38(1):21-39.
[55]YEZY,LIXB,LIUX,etal.Testingstudiesonrockfailuremodesofstaticallyloadsunderdynamicloading[J].TransactionsofTianjinUniversity,2008,14(1):530-535.
[56]章航,王志亮,卢志堂,等.循环冲击荷载下花岗岩力学特性尺寸效应[J].水利水运工程学报,2020(2):107-115.
[57]VEREJONESD.Statisticaltheoriesofcrackpropagation[J].MathematicalGeology,1977,5(9):455-481.
[58]张晖辉,颜玉定,余怀忠,等.循环载荷下大试件岩石破坏声发射实验——岩石破坏前兆的研究[J].岩石力学与工程学报,2004,23(21):3621-3628.
[59]刘建坡,李元辉,杨宇江.基于声发射监测循环载荷下岩石损伤过程[J].东北大学学报(自然科学版),2011,32(10):1476-1479.
[60]邓华锋,胡亚运,李建林,等.考虑滞后效应的岩石加卸载响应比试验研究[J].岩石力学与工程学报,2015,34(增刊1):2915-2921.
[61]李楠,王恩元,赵恩来,等.岩石循环加载和分级加载损伤破坏声发射实验研究[J].煤炭学报,2010,35(7):1099-1103.
[62]谷中元,周科平.单向循环加载下花岗岩力学特性及红外分析[J].中国安全生产科学技术,2018,14(8):146-151.

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