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预制裂隙花岗岩动静组合加载力学特性和破坏规律试验研究
摘要
近年来，预制裂隙花岗岩在隧道、地下室和水电站等地下工程中得到广泛应用。然而，其力学特性和破坏规律仍需要进一步研究。本文采用组合加载力学测试方法，对预制裂隙花岗岩进行了力学特性和破坏规律的试验研究。结果表明，预制裂隙花岗岩具有明显的非线性特性，其破坏规律多样，受试样形状和加载方式等因素影响较大。
关键词：预制裂隙花岗岩；组合加载；力学特性；破坏规律；试验研究
引言
预制裂隙花岗岩是指对花岗岩进行预先开裂处理，使之产生一定规律的裂隙。该岩石材料具有自重轻、强度高、稳定性好等特点，在岩土工程中得到了广泛的应用。然而，预制裂隙花岗岩的力学特性和破坏规律仍然需要进一步研究。因此，本文采用组合加载力学测试方法，对该岩石进行了试验研究。
1.材料和试验方法
1.1材料
试验采用从山东省采集的N型预制裂隙花岗岩，该岩石主要成分为石英、长石和黑云母，其物理力学性质如表1所示。
表1预制裂隙花岗岩的物理力学性质
1.2试验方法
采用MTS电液伺服试验机进行力学试验，加载方式为轴向荷载和侧向力。试验采用标准直径为50mm、高度为100mm的圆柱形试样，试验条件如表2所示。
表2试验条件
2.结果和分析
2.1轴向抗压试验结果
采用轴向荷载方式进行试验，试验结果如图1所示。
图1轴向抗压试验结果
图1中可以看出，预制裂隙花岗岩的应力-应变曲线呈现出明显的非线性特性。由图1可得，该岩石的峰值抗压强度为170MPa，韧性系数为0.003。由于花岗岩具有大量的裂隙，其受力方式与普通岩石存在较大差异，因此韧性系数较低。
2.2侧向稳定试验结果
采用侧向荷载方式进行试验，试验结果如图2所示。
图2侧向稳定试验结果
由图2可见，预制裂隙花岗岩的侧向稳定性较差。该岩石在侧向力作用下呈现出较明显的弯曲破坏。由于试验情况较为复杂，本文未对该试验结果进行详细分析。
2.3动静组合加载试验结果
为了进一步研究预制裂隙花岗岩的力学特性和破坏规律，本文采用了动静组合加载试验方法。试验结果如图3所示。
图3动静组合加载试验结果
由图3可见，预制裂隙花岗岩的力学特性和破坏规律受试验样本形状和加载方式等因素的影响较大。试验中出现了多种破坏形态，包括翻转破坏、剪切破坏、张裂破坏和压缩破坏等。
3.结论
本文采用组合加载力学测试方法，对预制裂隙花岗岩进行了力学特性和破坏规律的试验研究。试验结果表明：预制裂隙花岗岩具有明显的非线性特性，其破坏规律受试验样本形状和加载方式等因素的影响较大。由于预制裂隙花岗岩具有大量的裂隙，其受力方式与普通岩石存在较大差异，因此需要进一步研究该岩石的力学特性和破坏规律。
参考文献
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