硬巖流變課件

硬巖流變點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本流變變形是巖石的基本力學(xué)特性，許多人工邊坡和自然斜坡破壞失穩(wěn)，巖體工程失效或破壞，都與巖石的流變變形有關(guān)，地殼孕震和斷裂過(guò)程也與巖石流變具有一定關(guān)系，大型巖體工程項(xiàng)目可行性論證都需要對(duì)巖石的流變特性進(jìn)行研究。巖石流變模型是巖石流變力學(xué)理論研究中重要的組成部分。巖石流變模型理論至今還不很成熟，許多重大巖石工程均為巖石流變模型理論的研究帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。當(dāng)前巖石流變模型理論尤其是能反映巖石加速流變特性的模型理論仍是巖石流變力學(xué)研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題之一。然而由于巖石流變?cè)囼?yàn)設(shè)備的限制，對(duì)巖石流變模型理論仍有許多值得探討的地方。重大巖體工程建設(shè)均迫切需要了解巖石流變特性，以促進(jìn)工程建設(shè)的順利進(jìn)行，并確保巖體工程在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全與穩(wěn)定性，這就需要對(duì)巖石流變模型理論進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本目前建立巖石非線性流變模型的方法主要有如下兩種：一是采用非線性流變?cè)娉Ｒ?guī)的線性流變?cè)?，建立熊夠描述巖石加速流變階段的流變本構(gòu)模型；二是采用內(nèi)時(shí)理論、損傷斷裂力學(xué)等新的理論，建立巖石流變本構(gòu)模型。這兩種方法建立的流變本構(gòu)模型均能較好地描述巖石的加速流變階段。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本近年來(lái)，巖石力學(xué)中發(fā)展了一些非線性流變模型理論，較有代表性的有：韋立德等根據(jù)巖石黏聚力在流變中的作用提出了一個(gè)新的SO非線性元件模型，建立了新的一維黏彈塑性本構(gòu)模型；金豐年和浦奎英基于試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合傳統(tǒng)線性黏彈性模型的分析，提出了非線性黏彈性模型；鄧榮貴等根據(jù)巖石加速蠕變階段的力學(xué)特性，提出了一種非牛頓流體黏滯阻尼元件，將該阻尼元件與描述巖石減速蠕變和等速蠕變特性的傳統(tǒng)模型結(jié)合，構(gòu)成了新的綜合流變力學(xué)模型；曹樹(shù)剛等采用非牛頓體黏性元件構(gòu)成五元件的改進(jìn)西原正夫模型，探討了與時(shí)間有關(guān)的軟巖一維和三維本構(gòu)方程和蠕變方程；陳沅江等提出了蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件，并將它們和描述衰減蠕變特性的開(kāi)爾文體及描述瞬時(shí)彈性的虎克體相結(jié)合，建立了一種可描述軟巖的新的復(fù)合流變力學(xué)模型；張向東等基于泥巖的三軸蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果，建立了泥巖的非線性蠕變方程，并以此分析了圍巖的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)；王來(lái)貴等以曹樹(shù)剛等改進(jìn)的西原正夫模型為基礎(chǔ)，利用巖石全程應(yīng)力-應(yīng)變曲線與蠕變方程中參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立了參數(shù)非線性蠕變模型。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本由于巖石非線性流變?cè)Ｐ陀兄趶母拍钌险J(rèn)識(shí)變形的彈性分量和塑性分量，且表達(dá)式通常能直接描述蠕變與松弛，所以許多巖石力學(xué)研究工作者用非線性流變?cè)Ｐ蛠?lái)解釋巖石的各種力學(xué)特性。當(dāng)前巖石非線性流變?cè)Ｐ腿允悄壳皫r石流變力學(xué)理論研究中的一個(gè)重要課題。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本幾種流變模型點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本韋立德提出的一維粘彈塑性本構(gòu)模型該模型能描述軟巖的多種形式的蠕變，其在恒定應(yīng)力0σ=σ作用下的蠕變狀態(tài)方程式（1），（2）得點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本韋立德提出的一維粘彈塑性本構(gòu)模型圖1巖石在恒定應(yīng)力作用下的理想蠕變曲線圖2SO元件及其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本韋立德提出的一維粘彈塑性本構(gòu)模型韋立德經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間研究流變現(xiàn)象后發(fā)現(xiàn)，一種巖石產(chǎn)生流變能力主要由巖石的凝聚力C決定，粘性系數(shù)η隨凝聚力的增大而增大；不可恢復(fù)的永久的粘塑性變形主要由顆粒間的滑動(dòng)距離決定。韋立德在這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上提出了以下粘彈塑性本構(gòu)模型。假設(shè)：（1）巖石流變過(guò)程中瞬時(shí)產(chǎn)生的彈性應(yīng)變由巖石顆粒間擠壓產(chǎn)生的相對(duì)位移而得；（2）蠕變應(yīng)變因顆粒間剪切作用發(fā)生的位移而得，力由顆粒間凝聚力和剪切摩擦力共同承擔(dān)；（3）因存在顆粒間凝聚力而存在流變特性粘性系數(shù)的失效率隨流變應(yīng)變呈均勻概率分布；（4）顆粒間的摩擦力和應(yīng)變關(guān)系在流變應(yīng)變比較小時(shí)是彈性關(guān)系，在應(yīng)變超過(guò)某一量值后顆粒間發(fā)生滑動(dòng)摩擦，因此，可以用一個(gè)彈性元件和一個(gè)塑性元件串聯(lián)所成的馬克斯韋爾模型描述；（5）顆粒間的凝聚力和應(yīng)變關(guān)系可以用一個(gè)粘性元件和一個(gè)SO元件并聯(lián)構(gòu)成的模型描述。則可得到如圖3所示的巖石粘彈塑性本構(gòu)模型。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本韋立德提出的一維粘彈塑性本構(gòu)模型圖3粘彈塑性模型點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本韋立德提出的一維粘彈塑性本構(gòu)模型

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本金豐年和浦奎英提出的非線性黏彈性模型

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定應(yīng)變速度試驗(yàn)點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本金豐年和浦奎英提出的非線性黏彈性模型

定應(yīng)變速度試驗(yàn)點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本金豐年和浦奎英提出的非線性黏彈性模型定應(yīng)變速度試驗(yàn)圖4不同m值情況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖5不同應(yīng)變速度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本金豐年和浦奎英提出的非線性黏彈性模型蠕變?cè)囼?yàn)

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本金豐年和浦奎英提出的非線性黏彈性模型蠕變?cè)囼?yàn)圖6不同m值情況下的蠕變曲線點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本鄧榮貴等提出的一種非牛頓流體黏滯阻尼元件根據(jù)巖石的蠕變?cè)囼?yàn)資料可知，當(dāng)巖石進(jìn)入加速蠕變階段時(shí)，蠕變速率隨應(yīng)力和時(shí)間的增加而逐漸變大。傳統(tǒng)的流變模型之所以不能描述巖石加速蠕變階段，原因在于將巖石流變視為理想的牛頓流體。實(shí)際上，巖石的流變不僅具有普通流體的特性，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，還具有非牛頓流體的特性。因此，不妨引進(jìn)一種如圖7所示的非線性粘滯阻尼器，該粘滯阻尼器所受應(yīng)力與其蠕變加速度大小成正比，即圖7非線性粘滯阻尼器點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本鄧榮貴等提出的一種非牛頓流體黏滯阻尼元件

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本曹樹(shù)剛等采用非牛頓體黏性元件構(gòu)成五元件的改進(jìn)西原正夫模型利用流變學(xué)中的基本模型。通過(guò)組合可以得到很多模型來(lái)描述巖土的流變特性．但它們絕大多數(shù)只能描述衰減蠕變．而無(wú)法描述非衰減蠕變。由巖石的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線知．受力以后，巖石最初發(fā)生裂隙閉合及彈性變形；隨著應(yīng)力增加，叉產(chǎn)生新的裂隙．并且裂隙越來(lái)越多．不斷擴(kuò)展，巖體最終發(fā)生破壞。因此．可以看作巖石的粘滯系數(shù)在開(kāi)始隨裂隙的閉合逐漸增大，很快達(dá)到最大值：隨著裂隙的擴(kuò)展，其粘滯系數(shù)逐漸變小．當(dāng)巖石因裂隙擴(kuò)展發(fā)生破壞時(shí)．其粘滯系數(shù)達(dá)到最小值。所以，巖石的粘滯系數(shù)是先增大，后減小。不過(guò)。因?yàn)閺椥宰冃芜^(guò)程和裂隙閉合過(guò)程很短，因此，其粘滯系數(shù)的變化過(guò)程也很短暫。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本曹樹(shù)剛等采用非牛頓體黏性元件構(gòu)成五元件的改進(jìn)西原正夫模型

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本曹樹(shù)剛等采用非牛頓體黏性元件構(gòu)成五元件的改進(jìn)西原正夫模型

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本曹樹(shù)剛等采用非牛頓體黏性元件構(gòu)成五元件的改進(jìn)西原正夫模型

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本曹樹(shù)剛等采用非牛頓體黏性元件構(gòu)成五元件的改進(jìn)西原正夫模型圖8改進(jìn)的西原正夫體模型及其蠕變曲線點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本陳沅江等提出的蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件

蠕變體點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本陳沅江等提出的蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件

蠕變體點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本陳沅江等提出的蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件

蠕變體圖10軟巖的復(fù)合流變模型點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本陳沅江等提出的蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件蠕變體(a)蠕變體(b)蠕變曲線圖9蠕變體及其蠕變曲線點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本陳沅江等提出的蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件裂隙塑性體由于巖石中存在大量微觀裂隙，故其在一定大小的外界荷載作用的初期會(huì)有一個(gè)裂隙有限壓密閉合階段，這種微觀裂隙的壓密閉合在宏觀上將表現(xiàn)為巖石的瞬時(shí)塑性變形。對(duì)頁(yè)巖的蠕變?cè)囼?yàn)發(fā)現(xiàn)：在荷載增長(zhǎng)到某一水平時(shí)，巖石中因微裂隙壓密閉合而導(dǎo)致的瞬時(shí)塑性變形開(kāi)始明顯產(chǎn)生，此后，隨應(yīng)力的增加而有限增加。也就是說(shuō)，巖石受載瞬時(shí)因微裂隙的壓密閉合而表現(xiàn)出塑性變形存在一門(mén)檻應(yīng)力值。當(dāng)外界荷載水平低于該門(mén)檻值時(shí)，巖石裂隙的壓密閉合效應(yīng)甚微，可以認(rèn)為，其表現(xiàn)的宏觀塑性變形沒(méi)有產(chǎn)生，反之則反。不同巖性的巖石該門(mén)檻值的大小是不一樣的，如對(duì)硬巖來(lái)說(shuō)，該值可能較大，故在通常的荷載水平下其只表現(xiàn)彈性變形；而對(duì)于軟巖，該值較低，裂隙的壓密閉合效應(yīng)在較低的應(yīng)力水平下便表現(xiàn)明顯，砂質(zhì)頁(yè)巖在應(yīng)力低于其長(zhǎng)期強(qiáng)度時(shí)，其彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變之比可達(dá)7:1～4:1。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本陳沅江等提出的蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件裂隙塑性體

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點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本陳沅江等提出的蠕變體和裂隙塑性體兩種非線性元件裂隙塑性體圖11由雙回旋懸臂粱抽象成的裂隙塑性體及其本構(gòu)曲線點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本幾個(gè)流變實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本大別山超高壓榴輝巖流變強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)材料和程序

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圖16綠片巖微觀結(jié)構(gòu)示意圖點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性試驗(yàn)裝置

圖16巖石流變伺服儀自平衡三軸壓力室系統(tǒng)點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性試驗(yàn)條件三軸流變?cè)囼?yàn)類型為等圍壓三軸壓縮試驗(yàn)，采用分級(jí)加載試驗(yàn)方法，軸向加載應(yīng)力水平取5-8級(jí)。試驗(yàn)前對(duì)綠片巖進(jìn)行了常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)，獲得綠片巖三軸壓縮瞬時(shí)強(qiáng)度，再根據(jù)該瞬時(shí)強(qiáng)度，確定出每級(jí)圍壓下綠片巖三軸流變分級(jí)加載試驗(yàn)的應(yīng)力水平。三軸流變?cè)囼?yàn)在具有恒溫和恒濕條件的蠕變專用實(shí)驗(yàn)室，室內(nèi)溫度始終控制在(20±0.3)℃。采用在巖樣表面粘貼應(yīng)變片來(lái)測(cè)量巖石軸向變形和側(cè)向變形。為了防止巖樣的非均勻變形破壞和各向異性對(duì)流變?cè)囼?yàn)結(jié)果的影響，分別在巖樣中部沿不同方位粘貼了4個(gè)應(yīng)變片，如圖17所示。圖17巖石軸向和側(cè)向應(yīng)變片粘貼方式點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性試驗(yàn)程序

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性變?cè)囼?yàn)結(jié)果分析在不同圍壓作用下，綠片巖典型的流變?cè)囼?yàn)結(jié)果如圖18和圖19所示。以下基于三軸流變?cè)囼?yàn)曲線，分析不同應(yīng)力狀態(tài)下綠片巖的軸向應(yīng)變和側(cè)向應(yīng)變隨時(shí)間變化的規(guī)律以及軸向和側(cè)向流變速率隨時(shí)間的變化規(guī)律。圖18不同圍壓下綠片巖軸向應(yīng)變與時(shí)問(wèn)的關(guān)系圖19不同圍壓下綠片巖側(cè)向應(yīng)變與時(shí)間的關(guān)系點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性軸向應(yīng)變規(guī)律

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性軸向應(yīng)變規(guī)律

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性側(cè)向應(yīng)變規(guī)律

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性側(cè)向應(yīng)變規(guī)律表2為同等應(yīng)力水平條件下圍壓5MPa和15MPa平均側(cè)向流變變形量的對(duì)比情況。由表2可知，圍壓對(duì)側(cè)向流變變形亦存在很大的影響。但圍壓與側(cè)向流變變形量之問(wèn)沒(méi)有明確關(guān)系。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性流變對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響在圍壓作用下綠片巖流變對(duì)應(yīng)力．應(yīng)變曲線典型的影響規(guī)律如圖20所示。圖20中與應(yīng)變軸近乎平行的曲線為流變變形，其它為壓縮變形。顯然，在應(yīng)力水平較低時(shí)巖樣沒(méi)有流變變形，但在較大應(yīng)力時(shí)，巖樣流變變形顯著，這與前述軸向應(yīng)變以及側(cè)向應(yīng)變與時(shí)間關(guān)系的分析結(jié)論完全吻合.圖20流變對(duì)應(yīng)力．應(yīng)變曲線典型的影響規(guī)律點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性流變對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響由圖20可見(jiàn)，應(yīng)力-軸向應(yīng)變以及應(yīng)力．側(cè)向應(yīng)變曲線可以劃分為4個(gè)階段：OA段(裂隙壓密)：由于巖石經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的成巖和改造歷史，并賦存在一定的地質(zhì)和應(yīng)力環(huán)境中，因而巖石材料內(nèi)部存在裂紋、孔隙、位錯(cuò)以及節(jié)理等初始損傷，而巖性不同的巖石，其初始損傷亦存在很大差異。對(duì)于綠片巖而言，明顯存在裂隙壓密階段，應(yīng)力．應(yīng)變曲線呈上凹型，與軸向應(yīng)變相比而言，側(cè)向應(yīng)變較小，但增加的速率較快。AB段(彈性變形)：荷載作用下巖石發(fā)生彈性變形，軸向應(yīng)變和側(cè)向應(yīng)變曲線均為直線型，但線性并不意味著彈性。本階段內(nèi)盡管受到流變的作用，但巖石整體變形基本不受流變的影響，在某一應(yīng)力水平下，對(duì)巖樣進(jìn)行流變?cè)囼?yàn)后，再繼續(xù)加載，曲線基本上仍沿原來(lái)的應(yīng)力路徑繼續(xù)發(fā)展，這與低應(yīng)力水平作用時(shí)的巖石疲勞試驗(yàn)相類似，流變?cè)囼?yàn)對(duì)巖石整體彈性變形特性不構(gòu)成明顯的損傷。這表明，低應(yīng)力水平作用下巖石材料僅存在原有裂隙壓密以及孔洞閉合等局部結(jié)構(gòu)的調(diào)整，隨時(shí)間的增長(zhǎng)，幾乎沒(méi)有任何新的細(xì)觀損傷產(chǎn)生。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性流變對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響B(tài)C段(裂隙擴(kuò)展)：荷載作用下，巖樣內(nèi)微裂隙開(kāi)始發(fā)展，本階段曲線偏離直線，材料出現(xiàn)不可逆非線性變形，由于受到流變效應(yīng)長(zhǎng)期積累作用，巖石承載結(jié)構(gòu)逐漸弱化，材料塑性變形增加，因而經(jīng)過(guò)流變作用以后，曲線不能再沿原來(lái)路徑繼續(xù)擴(kuò)展，而是發(fā)生偏離應(yīng)力軸更大的非線性變形。這表明在較高應(yīng)力水平時(shí)，巖石組構(gòu)開(kāi)始隨時(shí)問(wèn)不斷變化，在流變過(guò)程中有大量細(xì)觀裂紋產(chǎn)生與擴(kuò)展，并逐步形成細(xì)觀主裂面，巖石與周?chē)橘|(zhì)變形不協(xié)調(diào)并出現(xiàn)許多分支細(xì)觀裂紋，從而使得塑性變形增大。CD段(宏觀破裂)：巖石中微裂隙的進(jìn)一步擴(kuò)展，裂隙在試樣某部位加密及橋接，從而形成宏觀裂紋，而宏觀裂紋又通過(guò)裂紋的階梯狀連接，形成具有強(qiáng)烈應(yīng)變集中的裂隙帶，且不斷向試樣端部延伸，直至試樣破裂，此階段比不涉及流變作用的應(yīng)力一軸向應(yīng)變以及應(yīng)力．側(cè)向應(yīng)變曲線變化更快，變形幾乎以與應(yīng)變軸相平行的趨勢(shì)迅速擴(kuò)展。該階段內(nèi)流變損傷累積和細(xì)觀主裂紋迅速擴(kuò)展演化，從而使得流變破裂具有突變性和分叉特點(diǎn)。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性流變速率規(guī)律計(jì)算圖18和圖19中綠片巖流變曲線對(duì)應(yīng)的各時(shí)刻的斜率，就可以得到巖石材料流變過(guò)程中流變速率與時(shí)間的關(guān)系曲線。低應(yīng)力水平時(shí)，由于流變性能不明顯，軸向應(yīng)變速率以及側(cè)向應(yīng)變速率均只表現(xiàn)了2個(gè)階段，即初期流變速率階段：流變速率隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，很快衰減為零；穩(wěn)態(tài)流變速率階段：流變速率隨著時(shí)問(wèn)的增長(zhǎng)基本保持不變，對(duì)應(yīng)的流變速率為穩(wěn)態(tài)流變速率，對(duì)低應(yīng)力水平而言，穩(wěn)態(tài)流變速率接近為零，而在高應(yīng)力水平時(shí)，流變速率表現(xiàn)的特征與低應(yīng)力水平時(shí)基本等同，所不同的是穩(wěn)態(tài)流變速率是大于零的常量。當(dāng)然，由于局部非均勻破裂的影響，某些應(yīng)力水平條件下的流變速率變化不是很明顯。但是，在出現(xiàn)破裂的最后一級(jí)應(yīng)力水平時(shí)，巖石的軸向和側(cè)向流變速率表現(xiàn)出與前面應(yīng)力水平時(shí)不同的特征，圖21給出了圍壓15MPa時(shí)綠片巖在最后一級(jí)應(yīng)力水平100MPa時(shí)的軸向和側(cè)向流變速率與時(shí)間的關(guān)系。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性流變速率規(guī)律圖21綠片巖軸向和側(cè)向流變速率與時(shí)間的關(guān)系點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本錦屏一級(jí)水電站壩基綠片巖的流變力學(xué)特性流變速率規(guī)律由圖21可見(jiàn)，巖石軸向變形經(jīng)歷了初期流變、穩(wěn)態(tài)流變以及加速流變3個(gè)階段，相應(yīng)的軸向應(yīng)變速率的變化也經(jīng)歷了3個(gè)階段，即初期流變速率階段：流變速率隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，很快衰減至某一常量；穩(wěn)態(tài)流變速率階段：流變速率隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，流變速率基本保持不變；加速流變速率階段：流變速率隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，迅速增大，巖樣發(fā)生流變破裂。而巖石側(cè)向變形僅經(jīng)歷了穩(wěn)態(tài)流變和加速流變2個(gè)階段，巖樣初期流變以及初期流變速率階段幾乎沒(méi)有，相應(yīng)的流變速率僅經(jīng)歷了穩(wěn)態(tài)流變速率及加速流變速率階段，即巖樣的流變速率從瞬時(shí)時(shí)刻始，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，很長(zhǎng)的一段時(shí)問(wèn)里，流變速率基本為恒定值，即穩(wěn)態(tài)流變速率，此后便迅速增加，巖樣發(fā)生流變破裂。以上分析表明，流變速率的變化明顯受到應(yīng)力水平的影響，在破裂應(yīng)力水平時(shí)，巖石的軸向和側(cè)向流變速率明顯具有不同的特征，而且在出現(xiàn)加速流變階段的破裂應(yīng)力水平時(shí)，巖樣的軸向和側(cè)向流變速率均更為迅速，從而使得巖樣破裂也更為短暫，因而此階段的流變速率應(yīng)更引起特別的注意和慎重，工程實(shí)踐中一旦發(fā)生這樣的加速流變，造成的后果也是相當(dāng)嚴(yán)重的。點(diǎn)擊添加文本