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分级卸荷速率下软砂岩破坏特征试验研究(论文).pdf

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· 99· 1 山地边坡研究背景 大量建筑工程需要依山而建,开挖过程会对山体 产生扰动,在瞬态的开挖破坏过程中,山体软岩层与 土层会产生结构失稳状态,通常会给临坡建筑物的正 常使用及施工过程的日常安全运营造成诸多危害。 因此,我国的边坡工程在国民经济建设中具有重 要意义,需清楚认识各边坡岩体成因、形成条件及物 体运动规律等。 对于采取切合实际情况的应对保障措施,避免 及减轻其危害性是山体边坡工程中不可避免的重要 课题。 本研究主要针对某山坡临坡建筑物边坡开挖破坏 过程中软岩层在分级卸荷速率下破坏机理研究,开展 在相同初态围压下,分析分级卸荷下软砂岩的应力- 收稿日期 :2023–07–25 作者简介 :官少军(1997—),男,陕西石泉人,主要研究方向为 岩体开挖支护机理分析。 应变曲线和破坏机理特征。 2 试验材料制备及方案选定 在某山体坡趾位置选取试验所选的软砂岩样,岩 样为现场大块切割,尽量保障岩样中部区域为原始状 态,将切割完成的岩样运输至试验室加工。 岩样经过取芯切割,将完成岩样表面切割清理, 制作直径为50 mm,高度为100 mm的圆柱体样本。 砂岩材料试件制作完成后,对制备完成砂岩的 试件进行严格筛选,剔除掉外观存在损坏及磨损的试 件,对筛选完成试件后先进行称重,再将凡士林均匀 涂抹在试件表面,防止软岩层岩样水分流失。 最后进行纵波波速测试,将此作为天然状态下物 理参数,取岩样试件的参数靠近中间值的4个试件进 行试验。 4 个不同卸荷速率下分级卸荷试验,所选试件物 理参数见表1。 分级卸荷速率下软砂岩破坏特征试验研究 官少军,张  磊,张高健,张  聪 (中建二局第三建筑工程有限公司,北京 100070 )    [摘 要 ] 山坡开挖活动是山体高坡释放轴向应力及环向应力的主要因素,根据开挖卸荷理论及卸荷岩 体力学的思想相结合,某软砂岩山体边坡的地理环境下,采用三轴分级卸荷试验系统开展卸荷试验。考虑 到山体边坡开挖过程中,山体边坡上覆荷载变化较小,侧向约束力受限的受力特征,确定轴向压力恒稳与 环向压力逐级减小的卸载形式。结合山体边坡工程分层开挖方式与诱导原状岩体应力释放,存在不同强度 分荷状态下量态分级的现象,考虑分级卸荷速率下软岩体的应力应变曲线,分析复杂边坡地形破坏状态下 瞬态应变情况。    [关键词 ] 岩体边坡开挖;分级卸荷岩体;瞬态应变    [中图分类号]  TU 74      [文献标志码]  B     [文章编号]  1001 -523X (2023 )11-0099 -03 EXPERIMENTAL STUDY ON FAILURE CHARACTERISTICS OF SOFT SANDSTONE UNDER GRADED UNLOADING RATE Guan Shao-jun , Zhang Lei , Zhang Gao-jian , Zhang Cong    [Abstract ] Hillside excavation is the main factor to release axial stress and circumaxial stress on high slopes of mountains. According to the combination of excavation unloading theory and unloading rock mass mechanics, a triaxial grading unloading test system was used to carry out unloading tests under the geographical environment of a soft sandstone slope. Considering that the overlying load of mountain slope changes little and the lateral binding force is limited during the excavation process, the unloading form of axial pressure constant stability and circumaxial pressure decreasing step by step is determined. Combined with the layered excavation method of mountain slope engineering and the induced stress release of undisturbed rock mass, there exists the phenomenon of state classification under different strength load distribution states. Considering the stress-strain curve of soft rock mass under the graded unloading rate, the transient strain condition under the failure state of complex slope topography is analyzed.    [Keywords ] rock slope excavation; graded unloaded rock mass; transient strain/7?[ 建筑技术开发 Engineering and Technology Building Technology Development ?50? 11期 2023 年11月 ·100 · 表1 试件物理参数表 试件编号 直径/mm 高度/mm 干密度/(g·cm -3) 饱和密度/(g·cm -3) 孔隙率/% 1 49.99 100.02 2.16 2.29 12.33 2 50.01 99.99 2.15 2.27 12.32 3 50.00 100.00 2.17 2.31 12.34 4 50.00 99.99 2.14 2.23 12.3 3 分级卸荷速率下破坏机理分析 山坡软岩层经过长期的风化、磨损及沉淀,岩层 内部的应力基本稳定在某一应力状态,内部应变已趋 于稳定状态。 岩体在试验过程中可视为无变形特征的稳态物 体,在进行岩样试件分级卸荷下,初定所有试件起始 点应力应变均为零点,如图1~图4所示。 0.007 –0.005 –0.003
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