[发明专利]一种岩石峰后再蠕变破裂的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体地，涉及一种岩石峰后再蠕变破裂的测试方法。

背景技术

随着西部大开发等相关战略的实施，岩石工程不断兴建，地下空间的开挖尺度越来越大，埋深也不断增加。比如锦屏二级水电站4条引水隧道，最大埋深2525m，是世界上埋深与规模均为最大的水工引水隧洞。矿产资源与石油开采也向深部延伸，许多矿山开采深度已达1200m以上。高埋深伴随的高地应力作用常使得岩爆危险性增加，巷(隧)道变形持续时间长。深部岩石工程不同于其它浅部岩石工程的显著特点是：工程开挖后，围岩应力状态已超过其峰值强度，导致围岩变形破坏形式有别于浅部岩体工程。在高应力区岩石在开挖瞬间承受的载荷往往超过其峰值强度，进入破裂状态，而由于人工的锚固支护措施使应力场发生改变仍能继续承受载荷。这些破裂岩石在支护作用下的安全性如何，经过长时间的蠕变作用是否再次破裂，岩石破裂后蠕变力学响应将直接影响到工程的安全性。

岩石的“峰后”变形阶段，指其所受的应力状态超过其峰值强度后的后续变形阶段。岩石的“蠕变”，指岩石在恒载作用下，变形随时间增长而增大的性质。目前，关于岩石蠕变性质和峰后力学性质研究已有一些进展，但是之前关于岩石蠕变性质研究都是针对峰前蠕变，关于岩石峰后再在蠕变作用下再次破裂的问题未见相关研究。

目前，国内关于岩石峰后力学性质的相关研究现状如下：

1、《破裂砂岩蠕变试验研究》一文介绍了破裂砂岩的蠕变试验方法(参见《岩石力学与工程学报》2010年第5期，作者：郭臣业，等)，该方法是在围压恒定作用下施加轴压直至岩石破裂，然后卸除轴压，保持围压不变再进行蠕变试验。没有考虑到实际工程中的支护加固措施相当于围压增加的问题。

2、《考虑围压影响的岩石峰后力学行为试验研究与对策分析》一文进行考虑围压影响的岩石峰后力学行为研究(参见《武汉勘察设计》2013年第3期，作者：尹军涛，等)，该方法有效地分析了岩石峰后强度随围压的变化影响规律，没有考虑长时间的蠕变再破裂问题。

3、《岩石峰后注浆加固前后力学特性单轴试验研究》一文介绍了一种岩石峰后注浆加固研究岩石单轴力学特性的方法(参见《地下空间与工程学报》2007年第1期，作者：王汉鹏，等)，该方法有效地解决了岩石峰后进行加固的效果，但无法反映长期的蠕变作用。

4、《岩石蠕变破裂过程及其响应比变化的实验研究》一文介绍了岩石蠕变破裂过程及其响应比变化的实验研究(参见《地震学报》2010年第3期，作者：施行觉，等)，该方法研究了岩石在蠕变作用下的初次破裂，没有涉及岩石破裂峰后变形阶段的蠕变再次破裂。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种岩石峰后再蠕变破裂的测试方法，以模拟工程岩体破裂峰后阶段加固后继续蠕变的力学特性，为分析破裂岩石峰后蠕变再破裂规律提供研究手段，为深部裂隙岩体的长期支护加固效果评价提供技术支持。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

岩石峰后再蠕变破裂的测试方法，具体步骤如下：

(1)、制作岩石试样

(2)、安装应变传感器

(3)、施加初始围压

(4)、施加轴压至临近峰值强度

(5)、卸围压使岩样初次破裂

(6)、增量施加二次围压

(7)、增量施加二次轴压

(8)、保持轴压恒定，观测蠕变二次破裂。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)、采用先卸围压使试样破裂继而增加围压和持续恒定轴压的加载路径，观测破裂试样的后续蠕变破裂力学行为，能够真实地反映高应力区工程岩体开挖后破裂并支护加固后继续承载并长期变形的受力特征。该方法的加载路径真实地反映考虑时间因素的工程岩体开挖后的应力状态和受力情况，是一种符合工程现场原型的应力加载路径方法。

(2)、操作方法简单，便捷。

(3)、可用于深埋高应力区的水电、交通、能源、矿山等领域的岩石峰后力学行为研究。

附图说明

图1为本发明的岩石峰后再蠕变破裂的测试方法流程示意图；

图2为本发明的加载路径示意图；

图3为本发明的轴向应变-时间关系曲线示意图。

具体实施方法