冻结状态多级应变速率下凝灰岩力学特性的试验研究
姓名：王开林 申请学位级别：硕士 专业：采矿工程 指导教师：儿玉淳一;尤明庆
摘 要
岩体的力学性质受到自然条件的影响。在日本北海道以及世界各地的严寒地区，岩体的力学性质因气候而产生变化。虽然加载速率对岩石力学性质的影响已有许多试验研究和理论分析，但是在冻结状态下加载速率对岩石力学性质影响规律的研究尚未见到报道。本研究采用北海道登别凝灰岩为研究对象，利用MTS312.21型电液伺服试验机在五级不同的应变速率下对冻结状态下自然干燥岩样和水饱和岩样进行了单轴压缩试验和巴西劈裂试验，研究了应变速率对冻结状态下岩样强度、弹性模量、泊松比、峰值应变等力学参数的影响规律，建立了冻结状态下反映应变速率的水饱和岩样单轴抗压强度和间接拉伸强度的经验公式分别为：lgσ0=2.04+0.08lgε和lgσt=1.283+0.1413lgu，为冻结状态工程设计和数值模拟计算时岩性参数的选择提供参考。同时对试验采集的声发射事件进行了初步的分析研究，对岩样变形破坏过程有了更清晰的了解。进行了单一岩样多级应变速率下的单轴压缩试验，确定岩石的单轴抗压强度，以消除岩样间的差异对试验结果的影响。并对单一岩样多级应变速率下的试验可行性进行了分析讨论。
最后，对冻结状态和常温下岩石的力学参数进行了比较分析，指出了在冻结状态下冰对岩石的强度有强化作用。
关键词：岩石力学，凝灰岩，冻结状态，岩性参数，单轴压缩，应变速率，声发射事件
