摘蔓:地下工程围岩体承受线性或非线性梯度地应力,目前没有理想的对岩石施加梯度应力的试验方法和装置.根据工程围岩体中径向和切向应力的变化规律,研制一套对岩石长试件模拟梯度应力环境的试验装置,该试验系统由基座平台及水平封闭受力支架、轴向加载装置、横向加载装置及附属部件和工具等组成.研究试件上下侧面法向荷载的确定、橡胶垫厚度以及橡胶垫-试件之间静摩擦因数的确定等关键试验技术.分别用不锈钢和红砂岩制备长试件,通过试验验证该试验方法和试验系统的可行性.结果 表明,该试验方法和系统能较好地对试件模拟施加线性或非线性梯度静应力环境,且具有加载方式简单、能实现多种静应力梯度形式的特点.对红砂岩试件施加均匀螺栓旋紧力矩时,横截面具有线性梯度静应力和非线性梯度静应变;随均匀旋紧力矩值的增加,岩石压缩应变演化曲线的曲率越来越小.当施加非均匀螺栓旋紧力矩时,轴向压缩应力和压缩应变呈非线性形式变化,随着螺栓旋紧力矩非均匀梯度值的增加,轴向压缩应变的非线性梯度值也越来越大.
岩石力学 梯度静应力 试验方法 试验装置 变形特性