岩石流变力学-实验课件VIP

1、岩石流变力学-实验,岩石流变力学,1 绪论 2 岩石流变的力学特性 3 岩石流变本构理论 岩石流变问题解析方法 5 岩石流变问题数值方法 6 岩石流变试验 7 岩体蠕变现场试验与变形时效监测 8 岩石流变问题的工程应用,岩石流变力学-实验,最早的流变实验出现在1901年，研究灰岩在静水压力作用下变形与破坏的时间效应。 随着岩体工程中一些重大事故的发生，使人们认识到岩石长期变形流动与时效强度的重要性，推动了对岩石流变学的研究。 国内以陈宗基为代表的流变学派，先后在葛洲坝、三峡、大冶铁矿、金川镍矿进行过大型现场剪切流变、三轴流变原位试验。,6 岩石流变室内试验,6.1 概述,岩石流变力学-实验,在

2、流变试验中： 1、蠕变试验与松弛试验是等价的，蠕变试验易做，松弛试验难做，故主要进行蠕变试验； 2、采用单试件分级加载，即“陈氏加载法”能大大节省试验时间； 3、对某些类型的岩石，可以利用时温等效原理，用温度换时间，可大大缩短试验周期，提高效率； 4、将有限范围的流变试验，通过类推进行时空延拓。,岩石流变力学-实验,由于岩石流变室内试验的试件小，应变小，测试时间长，因此试件、试验设备和试验环境必须满足下列条件： 试件加工精度要高； 试验环境（温度和湿度）可以准确控制； 荷载稳定性好； 测试应力和变形稳定性强，精度高。,6.2 岩石流变试验要求,岩石流变力学-实验,6.3 岩石流变试验类型及试验

3、数据分析,单轴压缩蠕变试验 双轴压缩蠕变试验 三轴压缩蠕变试验 剪切蠕变试验 扭转蠕变试验 弯曲蠕变试验 松弛试验,主要有两大类：蠕变试验和松弛试验。,岩石流变力学-实验,6.3.1 蠕变试验,1、单轴压缩加恒载,岩石流变力学-实验,2、单轴压缩比例加载（陈氏加载法）,1）加下级载荷时，前级载荷已进入稳态蠕变； 2）每级载荷等时间间隔。,岩石流变力学-实验,3、三轴压缩蠕变试验,岩石流变力学-实验,6.3.2 松弛试验,岩石流变力学-实验,6.3.3 由松弛试验结果得到蠕变试验,假定在松弛试验中，总应变0可分解为内部应力in引起的弹性应变e和与能量损耗对应的等效应变p两部分。,岩石流变力学-实

4、验,岩石流变力学-实验,岩石流变力学-实验,6.4 时温等效原理,达到同样试验结果可利用提高温度缩短试验观测时间的方法来获得，即可以利用一系列不同温度的试验曲线叠合形成某一温度下的完整曲线。,岩石流变力学-实验,岩石流变力学-实验,岩石流变力学-实验,岩石流变力学-实验,6.5 岩石流变试验设备,岩石流变试验设备的关键是所加荷载（应 力或应变）的长期稳定。 加载方法主要有： 砝码杠杆加载系统 液压千斤顶辅以手工增加补偿压力 弹簧加载 油气储能器稳定载荷装置 闭环式伺服液压加载,岩石的流变试验设备主要有两种类型：蠕变仪和松弛仪。,岩石流变力学-实验,单轴压缩砝码杠杆加载原理示意图,岩石流变力学-

5、实验,单轴压缩砝码杠杆加载三维视图,岩石流变力学-实验,原联邦德国地学与自然资源研究所常温下岩盐单轴压缩蠕变试验支架。每一加载支架可进行5个试样的蠕变试验。,岩石流变力学-实验,单轴压缩弹簧加载试验装置,1立柱，2上横梁，3下横梁，4弹簧座，5试件，6承压块，7千分表，8拧紧螺母，9压力传感器，10千分表，11底座,岩石流变力学-实验,双轴压缩蠕变试验机 （长春试验机研究所）,岩石流变力学-实验,可加温单轴、三轴压缩蠕变试验装置,岩石流变力学-实验,一般三轴压缩蠕变试验装置,岩石流变力学-实验,单轴压缩松弛仪,1电机 2减速齿轮 3螺旋千斤顶 4数字应变仪 5载荷传感器 6试样,岩石流变力学-实验,岩石剪切流变仪,岩石流变力学-实验,岩石扭转流变仪,岩石流变力学-实验,4种岩石蠕变试验曲线,岩石流变力学-实验,泥岩应力松弛试验曲线,岩石流变力学-实验,红砂岩应力松弛试验曲线,岩石流变力学-实验,6.6 岩石长期强度确定确定方法,一般情况下，当荷载达到岩石瞬时强度（通常指岩石单轴抗压强度）时，岩石发生破坏。在岩石承受荷载低于其瞬时强度的情况下，如持续作用较长时间，由于流变作用，岩石也可能发生破坏。因此，岩石的强度是随外载作用时间的延长而降低，通常把作用时间 t 的强度称之为岩石的长期强度。,长期强度的确定方法有两种：一种方法可以通过各种应力水平长期恒载蠕变试验得出。,岩石流变力