地质学论文_循环荷载作用下红砂岩能量演化特征

文章摘要:岩石是一种非均质、各向异性的天然介质，由随机分布的晶粒和裂隙构成。结合红砂岩单轴循环加卸载试验，重新划分了加卸载过程中的应变能密度的组成，包括塑性应变能密度和弹性应变能密度，后者为裂隙应变能密度与基质应变能密度之和，旨在进一步探索红砂岩在循环荷载作用下的能量演化特征。研究结果表明：（1）随着应力水平的升高，各应变能均呈指数式增长，弹性应变能占主导，为60%～80%，其中基质应变能基本不低于70%，塑性阶段，二者增速降低；（2）将整个加卸载过程分为3个应力水平阶段：低于20%应力水平、20%～70%应力水平和大于70%应力水平，与岩石单轴载荷作用下的压密阶段、弹性阶段和塑性阶段具有一致性；（3）弹性能量指数整体呈先升后降趋势，在65%～75%应力水平时出现最大值，该应力状态下岩石启动岩爆的可能性增加，回弹变形指数整体呈降低—波动—升高—降低的趋势，反映岩石内部基质与裂隙在载荷作用下的变形特征。研究结果可为分析工程岩体稳定性及冲击危险性提供参考。

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