分级加载条件下深部灰岩蠕变试验及模型

摘要

通过对矿山深部灰岩开展分级加载单轴蠕变试验,获取了不同应力水平下轴向和径向蠕应变,基于试验结果,分析各分级应力水平下轴向蠕应变、径向蠕应变和体应变的变化规律,研究轴向和径向蠕应变与各分级总应变的比值关系,并将该比值依次定义为蠕变效应比Kz、Kh,二者之差为Kh-z.研究发现:随着应力水平的提高,各分级轴向和径向蠕应变均先增加后减小;当恒载应力小于51 MPa时,试样体积压缩,Kh-z在±0.28%范围内,表明轴向蠕变与径向蠕变效应彼此相当;当超过该应力水平后,试样扩容,Kz和Kh剧增,Kh-z由0.21%突增至2.64%,在试样发生蠕变破坏时达到峰值,表明与轴向蠕变相比,在扩容阶段径向蠕变效应更加明显.选用西原体模型来描述灰岩轴向蠕变特性,通过曲线拟合的最小二乘法求取蠕变模型参数,R2均值为0.931,拟合效果较好.