深部花岗岩水力破坏机制与蓄能特性实验研究

摘要

为研究不同应力条件下深部花岗岩的强度特征、变形特性与能量演化规律,开展水力耦合条件下三轴压缩试验.研究结果表明:高应力高水压作用下深部花岗岩表现为无明显压密阶段、起裂点低、屈服阶段长、扩容点高以及应力跌落速率快与幅度大的力学特征,扩容应力、峰值应力与围压呈正相关,而残余应力则呈负相关,水压对深部花岗岩强度特性起到相反作用;随着围压增加,深部花岗岩的弹性模量和泊松比均增大,而变形参数与水压呈反比关系;在峰值应变以前,深部花岗岩耗散能占比随着轴向应变增加呈现先减后增趋势,且围压越大,同一应变水平对应的耗散能占比越小;岩石处于残余应力阶段,耗散能占比与轴向应变呈现线性关系,且围压越大,同一应变水平对应的耗散能占比越大;随着围压增加,深部花岗岩的极限储能量级增大,其岩爆倾向性增强;高水压促使峰前阶段深部花岗岩耗散能量密度增幅增加,而在峰后阶段耗散能量密度增速基本不发生变化;低水压或无水压作用下岩石峰前耗散能量密度增幅较小,而在峰值破坏时耗散能量密度增幅显著增加;水损伤指标呈现先增后减趋势,在峰前阶段水损伤指标与水压呈正比,而在峰后阶段水压影响很小.