錦屏深埋大理巖破裂擴(kuò)展的時(shí)間效應(yīng) 試驗(yàn)及特征研究

劉 寧，張春生，褚衛(wèi)江

（中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán) 華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，杭州 310014）

1 引 言

脆性巖石的時(shí)間效應(yīng)具體到錦屏大理巖的時(shí)間效應(yīng)是指錦屏大理巖在深埋洞段，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定臨界值而表現(xiàn)出的破裂隨時(shí)間不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致強(qiáng)度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而弱化的行為。破裂發(fā)展往往發(fā)生在應(yīng)力水平低于圍巖峰值強(qiáng)度，甚至處于彈性狀態(tài)的情況下。而這種力學(xué)行為最終將導(dǎo)致錨桿可能承受過(guò)高的荷載，出現(xiàn)大面積錨桿應(yīng)力超限、破壞深度的不斷擴(kuò)展影響淺部圍壓的完整性，進(jìn)而影響其承載力。由此可見(jiàn)，這種破裂隨時(shí)間擴(kuò)展的現(xiàn)象將影響引水隧道的安全運(yùn)行，并且還將不斷惡化，破裂擴(kuò)展的時(shí)間效應(yīng)作為巖石的重要力學(xué)特性之一，與地下工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與安全性緊密相關(guān)。很多巖石工程所顯露出來(lái)的問(wèn)題往往都是與破裂擴(kuò)展的時(shí)間效應(yīng)密切相關(guān)[1－3]。

圖1 為錦屏二級(jí)4#引水隧洞滯后掌子面數(shù)公里進(jìn)行的落底開(kāi)挖中揭露的圍巖在經(jīng)歷1.5 a 以上時(shí)間以后的破裂情況，肉眼可見(jiàn)的破裂深度達(dá)到 60 cm 乃至更深。而對(duì)隧洞掌子面推進(jìn)過(guò)程中發(fā)生的圍巖破壞現(xiàn)象進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)編錄和統(tǒng)計(jì)，掌子面后方的應(yīng)力型破壞深度一般不大，多為20 cm 的量級(jí)水平。顯然破裂在長(zhǎng)時(shí)間的高地應(yīng)力的作用發(fā)生了擴(kuò)展，而這種嚴(yán)重破裂現(xiàn)象在現(xiàn)場(chǎng)普遍存在，并不是個(gè)別現(xiàn)象，說(shuō)明了破裂隨時(shí)間發(fā)展的特征。

圖1 邊墻圍巖破裂情況 Fig.1 Failure state of surrounding rock

目前關(guān)于脆性巖石的破壞研究的出發(fā)點(diǎn)主要是巖石強(qiáng)度問(wèn)題。加拿大URL 在20 世紀(jì)90 年代針對(duì)Lac du Bonnet 花崗巖強(qiáng)度進(jìn)行了系統(tǒng)地試驗(yàn)研究，確定巖石的起裂強(qiáng)度ciσ 和損傷強(qiáng)度cdσ ，通過(guò)起裂強(qiáng)度和損傷強(qiáng)度來(lái)描述巖石的破裂特性[4－5]。Fairhurst[6]在總結(jié)了URL 的相關(guān)研究成果以后，指出了荷載-變形-時(shí)間三軸關(guān)系圖，其中縱軸為荷載，2 條橫軸中的1 條為變形，荷載-變形關(guān)系構(gòu)成了傳統(tǒng)的巖體本構(gòu)關(guān)系。在三軸圖中還存在1 條軸線，即時(shí)間軸，它顯示巖體的荷載-變形關(guān)系不是一成不變，而是隨時(shí)間變化，即巖體特性隨時(shí)間變化。美國(guó)能源局在Yucca Mountain 地下試驗(yàn)室，對(duì)強(qiáng)度衰減時(shí)間效應(yīng)進(jìn)行了全面的分析，而對(duì)強(qiáng)度時(shí)間效應(yīng)的數(shù)值預(yù)測(cè)和研究主要建立在“等效”基礎(chǔ)上，假設(shè)強(qiáng)度參數(shù)凝聚力c 和摩擦系數(shù)f 隨時(shí)間衰減[7－8]。Schmidtke 等[9]分析了花崗巖和巖漿巖在核廢料儲(chǔ)存中長(zhǎng)期的力學(xué)行為。在長(zhǎng)期加載過(guò)程中，2 種巖石都受到長(zhǎng)期荷載的影響。它們的強(qiáng)度大約能夠降低到60%的瞬時(shí)強(qiáng)度，持續(xù)時(shí)間從幾秒到數(shù)十天。

關(guān)于巖石破壞的時(shí)效特性研究通常是利用流變?cè)囼?yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，到目前為止，人們進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，并取得了豐碩的成果[10－11]。然而這些試驗(yàn)多集中在流變性能顯著的軟弱巖石上，對(duì)于脆性巖石的試驗(yàn)研究成果還不多見(jiàn)。然而隨著工程規(guī)模的增大以及工程所處環(huán)境的變化，有關(guān)脆性巖石破裂是時(shí)效特性引起的工程問(wèn)題愈加突出，對(duì)脆性巖石破裂的時(shí)間效應(yīng)的研究已是迫在眉睫。

2 工程概況

錦屏二級(jí)水電站工程中的4 條引水隧洞是迄今為止中國(guó)巖石工程建設(shè)中埋深最大的地下工程，一般埋深為1 500～2 000 m，最大埋深達(dá)到2 525 m，因此，錦屏工程不同于其他地下工程最顯著的特點(diǎn)是深埋、高地應(yīng)力，工程區(qū)實(shí)測(cè)地應(yīng)力成果顯示，實(shí)測(cè)最大主應(yīng)力值達(dá)42.11 MPa，工程招標(biāo)設(shè)計(jì)階段地應(yīng)力反演結(jié)果表明，引水隧洞軸線剖面上最大主應(yīng)力值約為70 MPa，在如此高的地應(yīng)力條件下，大理巖所表現(xiàn)出來(lái)的宏觀力學(xué)特性與常規(guī)應(yīng)力條件下相比具有顯著不同的特點(diǎn)。

錦屏二級(jí)引水隧洞從東端到西端隧洞沿線經(jīng)歷的地層巖性分別為三疊系中統(tǒng)鹽塘組大理巖、中統(tǒng)白山組大理巖、和下統(tǒng)不同巖性組成的地層(見(jiàn)圖2)。根據(jù)2 條輔助洞揭露的情況，不同時(shí)代的大理巖性狀存在一定差別，其中鹽塘組大理巖具備出現(xiàn)脆性特征和劇烈型破壞的介質(zhì)條件，而白山組大理巖具有更好的完整性和脆性特征，兩者之間的主要差別之一是巖體內(nèi)節(jié)理的發(fā)育程度，包括傳統(tǒng)概念的宏觀節(jié)理和長(zhǎng)度在數(shù)十厘米以內(nèi)的隱性小節(jié)理，所謂隱性是指這些節(jié)理只有在深埋條件受到高應(yīng)力作用出現(xiàn)破損以后才可能被觀察到，這也是鹽塘組大理巖強(qiáng)度低于白山組大理巖的主要原因之一。

圖2 隧洞沿線簡(jiǎn)化地質(zhì)剖面圖[12] Fig.2 Simplified geological profile along tunnel[12]

3 試驗(yàn)方案

3.1 試驗(yàn)條件

本次試驗(yàn)是在長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院巖土力學(xué)與工程水利部重點(diǎn)試驗(yàn)室RW-2000 系列巖石伺服三軸蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)上完成的，該蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)巖石在三軸等環(huán)境下的多種試驗(yàn)，控制系統(tǒng)采用全數(shù)字伺服控制器?？梢酝瑫r(shí)顯示試驗(yàn)力、位移、變形（軸向、徑向）、圍壓、控制方式、加載速率等多種試驗(yàn)和測(cè)量參數(shù)以及多種試驗(yàn)曲線。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，破裂隨時(shí)間擴(kuò)展的現(xiàn)象多出現(xiàn)在邊墻附近，圍壓較低，因此，本次試驗(yàn)為單軸長(zhǎng)期加載試驗(yàn)。

由于本次試驗(yàn)對(duì)巖樣的要求較高，對(duì)裂紋的存在和擴(kuò)展比較敏感，加上錦屏的高地應(yīng)力，在取樣過(guò)程中很可能對(duì)巖樣造成初始損傷，進(jìn)而影響試驗(yàn)結(jié)果，因此，本次試驗(yàn)的巖樣為采用無(wú)損取樣技術(shù)（見(jiàn)圖3）在錦屏二級(jí)2-1#試驗(yàn)洞中獲得的鹽塘組大理巖，無(wú)損取樣技術(shù)可以通過(guò)取芯孔周邊的應(yīng)力解除孔來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)取芯孔的應(yīng)力解除，避免由于高地應(yīng)力突然卸載而對(duì)巖樣產(chǎn)生初始損傷。在進(jìn)行長(zhǎng)期加載試驗(yàn)前期，對(duì)取樣進(jìn)行了單軸壓縮聲發(fā)射無(wú)損檢測(cè)，見(jiàn)圖4。損傷樣在壓縮前期聲發(fā)射信號(hào)激增，證明了初始損傷的存在，而利用無(wú)損取樣技術(shù)獲得的巖芯前期則比較平靜，基本剔除了由于卸荷對(duì)巖芯造成的初始損傷，保證了后期試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2 試驗(yàn)步驟

本次大理巖破裂的時(shí)間效應(yīng)試驗(yàn)是通過(guò)一系列的長(zhǎng)期加載的靜態(tài)疲勞試驗(yàn)來(lái)完成的，在試驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格按照以下步驟來(lái)實(shí)施：

（1）首先將無(wú)損樣套鉆成φ 50 mm×100 mm，測(cè)量每個(gè)巖樣的尺寸和聲波速度，將聲波速度明顯偏低的和巖樣表面有可見(jiàn)裂隙的排除；

（2）加載過(guò)程分為初始加載階段和穩(wěn)定加載階段，初始加載階段按照位移加載，速率控制在10 mm/min，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)先設(shè)計(jì)的應(yīng)力值時(shí)，停止加載直至破壞；

圖3 應(yīng)力解除孔及取芯孔平面布置圖（單位：mm） Fig.3 Layout of stress relief and coring holes (unit: mm)

圖4 單軸壓縮過(guò)程中監(jiān)測(cè)到的聲發(fā)射事件 Fig.4 AE events in uniaxial compression test

（3）施加的長(zhǎng)期應(yīng)力作用從高應(yīng)力向低應(yīng)力逐漸過(guò)渡，以保證在有限的時(shí)間內(nèi)獲得更多地可用數(shù)據(jù)；

（4）本次試驗(yàn)長(zhǎng)期加載的時(shí)間最長(zhǎng)定為10 d，如果10 d 沒(méi)有破壞則停止加載；

（5）試驗(yàn)完成后，取出巖樣，記錄并描述其破壞形式，整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4 試驗(yàn)結(jié)果

為了對(duì)比數(shù)據(jù)，時(shí)間破壞曲線縱坐標(biāo)采用破壞時(shí)間 tf的對(duì)數(shù)，而橫坐標(biāo)采用應(yīng)力驅(qū)動(dòng)比，σ σc= （σ1- Pc） （σf- Pc）。σ1為靜態(tài)疲勞試驗(yàn)中軸向方向施加的應(yīng)力； Pc為施加的圍壓水平，本次試驗(yàn)為單軸壓縮試驗(yàn)，因此， Pc= 0；σf為常規(guī)壓縮試驗(yàn)中測(cè)得的峰值強(qiáng)度，通過(guò)前期波速相近的巖樣進(jìn)行常規(guī)單軸壓縮試驗(yàn)來(lái)確定，大約為100 MPa，彈性模量為62 GPa，泊松比為0.28；σ 為靜態(tài)疲勞試驗(yàn)中的偏應(yīng)力，即 σ = σ1- Pc； σc為常規(guī)壓縮試驗(yàn)中的偏應(yīng)力，即 σc= σf- Pc。

將錦屏鹽塘組大理巖的靜態(tài)疲勞數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，最后得到的結(jié)果如圖5 所示，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.868 7。如果將破壞需要無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間的驅(qū)動(dòng)應(yīng)力比稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)應(yīng)力比峰值 (σ / σc)th，也可以稱(chēng)作靜態(tài)疲勞極限，用指數(shù)函數(shù)來(lái)進(jìn)行擬合，如圖6 所示，指數(shù)函數(shù)無(wú)限趨近于0.48，根據(jù)已經(jīng)完成的錦屏鹽塘組大理巖的單軸壓縮試驗(yàn)成果[13]，這個(gè)比值介于起裂強(qiáng)度（ σci≈ 0.4σc）和損傷強(qiáng)度（ σcd≈0.8σc）之間。

圖5 鹽塘組大理巖(T2y5)靜態(tài)疲勞試驗(yàn)結(jié)果 Fig.5 Static-fatigue test result of Jinping T2y5 marble

圖6 鹽塘組大理巖(T2y5)靜態(tài)疲勞極限 Fig.6 Static-fatigue limit of Jinping T2y5 marble

5 特征分析

5.1 蠕變特征

當(dāng)巖石在恒定荷載持續(xù)作用下，應(yīng)變可以分為3 個(gè)階段，這3 個(gè)階段分別對(duì)應(yīng)初始蠕變階段、穩(wěn)定蠕變階段和加速蠕變階段。蠕變過(guò)程是應(yīng)變的增長(zhǎng)和恢復(fù)相互競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果[14]。在蠕變的第1 階段，隨著應(yīng)力的增加，應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)占主導(dǎo)。隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，應(yīng)變速率逐漸降低。如果應(yīng)力保持不變，應(yīng)變率會(huì)最終維持在一個(gè)數(shù)值保持不變。應(yīng)變的增長(zhǎng)和恢復(fù)保持平衡。這個(gè)階段便是第2 階段。而第3 階段即加速蠕變階段是由于巖石本身持續(xù)增加的破壞而引起的應(yīng)變率增長(zhǎng)導(dǎo)致擴(kuò)容的階段。在圖7 中是本次試驗(yàn)中測(cè)得的典型的 蠕變曲線數(shù)據(jù)。典型的應(yīng)變率變化過(guò)程見(jiàn)圖8，可以看出，在第1 階段應(yīng)變率單調(diào)減少，直到最小值。在穩(wěn)定蠕變階段體積基本保持不變。在加速蠕變階段應(yīng)變率快速上升直到巖樣破壞。

圖7 長(zhǎng)期荷載作用下的變形的3 階段 Fig.7 Three stages of deformation under long-term loading

圖8 軸向應(yīng)變率變化 Fig.8 Axial strain ratio change

但對(duì)于脆性巖石，特別是有含有結(jié)構(gòu)面的巖樣，第3 階段有時(shí)很難被準(zhǔn)確地測(cè)量出來(lái)，當(dāng)?shù)竭_(dá)第3階段時(shí)很多巖樣在極短的時(shí)間內(nèi)便迅速破壞，甚至沒(méi)有出現(xiàn)明顯的第3 階段便破壞。例如在圖9 中的蠕變曲線初始階段很短，蠕變階段近似線性增加的不明顯，第3 蠕變階段最終導(dǎo)致試樣的破壞。這個(gè)行為暗示了變形與時(shí)間相關(guān)性，并與在恒定壓應(yīng)力作用下的裂紋擴(kuò)展密切相關(guān)。當(dāng)裂縫密度達(dá)到臨界值時(shí)第3 階段蠕變開(kāi)始。同時(shí)側(cè)向應(yīng)變比軸向應(yīng)變表現(xiàn)出更大的時(shí)間相關(guān)性，表明在恒定荷載作用下膨脹和裂縫的貫通。

圖9 長(zhǎng)期加載過(guò)程中的蠕變曲線 Fig.9 Creep curves under long-term loading

5.2 擴(kuò)容特征

巖石在長(zhǎng)期荷載下的變形對(duì)擴(kuò)容有重要影響，進(jìn)而影響巖石的滲透性。大量的試驗(yàn)已經(jīng)證明，巖石的破壞嚴(yán)重依賴于時(shí)間。巖石的破裂歸因于大量新生裂紋的逐步形成或者已有裂紋的擴(kuò)展。擴(kuò)容便是這樣產(chǎn)生的。巖石的破壞便開(kāi)始于擴(kuò)容的增加。Schock[15]發(fā)現(xiàn)，巖石破裂之前都是以擴(kuò)容作為標(biāo)志的，而其增加的應(yīng)變比 -τ σ 曲線更好地預(yù)測(cè)巖石的破壞，因?yàn)樵黾拥募羟袘?yīng)變直接與破壞有關(guān)。Kurita等[16]研究了Westerly 花崗巖的變形，發(fā)現(xiàn)破裂面形成于蠕變的第3 階段。

擴(kuò)容是脆性巖石的重要的特征。在本文的研究中，擴(kuò)容定義為施加不同應(yīng)力產(chǎn)生的微裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致的非彈性體積應(yīng)變。蠕變變形是由彈性變形和非彈性變形組成的。假設(shè)彈性模量在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變，根據(jù)虎克定律，非彈性剪切應(yīng)變可以表示為

非彈性體積應(yīng)變可以表示為

在單軸情況下，30σ =

圖11 對(duì)比了2 種加載應(yīng)力條件下的擴(kuò)容指標(biāo)，當(dāng)應(yīng)力比增加時(shí)，擴(kuò)容指標(biāo)有微小的下降。原因是越高的應(yīng)力比會(huì)導(dǎo)致更大的非彈性剪切應(yīng)變的增長(zhǎng)，這也導(dǎo)致擴(kuò)容指標(biāo)DI 的下降。

5.3 破壞特征

深埋大理巖的破壞模式受內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)的控制。當(dāng)巖樣完整性好，強(qiáng)度較高時(shí)，以剪切破壞為主。而在靜態(tài)疲勞試驗(yàn)中不變荷載部分產(chǎn)生的應(yīng)變趨向于非彈性和不可恢復(fù)，這點(diǎn)已經(jīng)在前面的分析中說(shuō)明，其中增加的體積應(yīng)變意味著軸向裂紋的擴(kuò)展，剪切應(yīng)變的增長(zhǎng)意味著剪切滑移。兩種破壞模式相互交結(jié)。在此試驗(yàn)過(guò)程中巖石破壞在沿軸向的微裂紋擴(kuò)展和沿傾斜裂紋的剪切滑移都表現(xiàn)的比較明顯（見(jiàn)圖12）。由于在試驗(yàn)過(guò)程中不能迅速停止，出現(xiàn)了整個(gè)的剪切破壞。然而近距離觀察可以發(fā)現(xiàn)大量的近似平行的軸向裂紋。

圖10 蠕變過(guò)程中的擴(kuò)容指標(biāo) Fig.10 Dilatancy index in creep process

圖11 不同應(yīng)力條件下的擴(kuò)容指標(biāo) Fig.11 Dilatancy index under different loadings

圖12 破壞巖樣（包含宏觀剪切面和軸向裂紋） Fig.12 Failure rock samples including macroscopic shear surfaces and axial cracks

6 影響因素分析

6.1 埋深的影響

錦屏工程的顯著特點(diǎn)是高埋深、高地應(yīng)力。這也導(dǎo)致其圍巖的力學(xué)性質(zhì)明顯區(qū)別于淺埋工程。本次試驗(yàn)的取樣地點(diǎn)的埋深超過(guò)1 900 m，這也導(dǎo)致在取樣過(guò)程中對(duì)巖芯的損傷，雖然前期經(jīng)過(guò)了無(wú)損取樣和套鉆，但在試驗(yàn)過(guò)程中強(qiáng)度仍然表現(xiàn)出來(lái)比較大的離散性，部分巖樣在初始加載過(guò)程中便發(fā)生破壞，其中埋深是一個(gè)不可忽視的因素。為了更進(jìn)一步分析取樣的深度對(duì)巖樣的損傷，建立了FLAC3D模型對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)單評(píng)估。從圖13 中可以看出，如果取芯深度超過(guò)10 m，避開(kāi)應(yīng)力松弛區(qū)和應(yīng)力集中區(qū)，那巖芯的完整性會(huì)更好。圖14 中整理了最后完成靜態(tài)疲勞試驗(yàn)的巖樣埋深的分布情況，可以看出埋深基本都超過(guò)了10 m，說(shuō)明埋深對(duì)巖樣強(qiáng)度的影響確實(shí)存在。

圖13 試驗(yàn)洞開(kāi)挖后的最大主應(yīng)力云圖 Fig.13 Maximum principal stress contour after test tunnel excavated

圖14 可利用數(shù)據(jù)與埋深、應(yīng)力的關(guān)系 Fog.14 The relation among available data, depth and stress

6.2 節(jié)理的影響

錦屏白山組大理巖和鹽塘組大理巖的主要區(qū)別之一就是節(jié)理的發(fā)育程度，尤其是隱形節(jié)理，這些節(jié)理的存在影響了鹽塘組大理巖的強(qiáng)度，在本次試驗(yàn)中，巖樣的強(qiáng)度同樣也受到其影響，強(qiáng)度明顯小于完整的試樣，導(dǎo)致在初始加載過(guò)程中多次出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。

如何模擬節(jié)理對(duì)巖石強(qiáng)度的影響，一直是巖石力學(xué)的難點(diǎn)，而基于顆粒流程序PFC 建立的等效巖體技術(shù)能夠比較充分地反映結(jié)構(gòu)面的分布特征，并能夠考慮細(xì)觀破裂效應(yīng)。該項(xiàng)技術(shù)主要包括黏結(jié)顆粒模型、結(jié)構(gòu)面模型以及相應(yīng)的加、卸載方式。其中黏結(jié)顆粒模型是由Potyondy 等[18]提出并創(chuàng)建的，主要用于模擬完整巖塊在外荷載作用下的變形、破壞等力學(xué)特性；而結(jié)構(gòu)面模型主要用于模擬巖體結(jié)構(gòu)面的構(gòu)造。在結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)模型中，主要由光滑節(jié)理模型來(lái)表示[19]。

根據(jù)含節(jié)理巖樣的產(chǎn)狀和長(zhǎng)度（見(jiàn)圖15），建立了如圖16 所示的模型，可以看出由于節(jié)理的存在，對(duì)巖樣的整體強(qiáng)度有很大的影響，單軸強(qiáng)度僅有44.7 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于前期完成的單軸試驗(yàn)中測(cè)到的強(qiáng)度。在節(jié)理和上部端面交結(jié)處都出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象，并產(chǎn)生了剪裂紋，最終導(dǎo)致巖樣的邊緣出現(xiàn)破壞。

同時(shí)節(jié)理的存在對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的形狀也產(chǎn)生了一定的影響，在加載初期，應(yīng)力迅速上升1～ 2 MPa，將巖樣和節(jié)理之間的空隙壓縮緊密，而在殘余階段，存在一定的強(qiáng)化效應(yīng)和延性特征，主要是結(jié)構(gòu)面的摩擦力在起作用。

圖15 含節(jié)理巖樣實(shí)測(cè)應(yīng)力-應(yīng)變曲線 Fig.15 Stress-strain curve of jointed rock

圖16 PFC 模擬的應(yīng)力應(yīng)變曲線和破裂形態(tài) Fig.16 Stress-strain curve and failure mode simulated by PFC

7 結(jié) 論

（1）試驗(yàn)結(jié)果表明，在穩(wěn)定荷載作用下脆性巖石的強(qiáng)度會(huì)逐漸降低直至破壞。當(dāng)應(yīng)力驅(qū)動(dòng)比較低時(shí)，需要的時(shí)間也相應(yīng)增加。應(yīng)力驅(qū)動(dòng)比可以利用指數(shù)函數(shù)很好地回歸，最終得到的驅(qū)動(dòng)比疲勞極限是0.48。

（2）當(dāng)脆性巖石在穩(wěn)定荷載作用下，蠕變曲線可以分為3 個(gè)階段：初始蠕變階段（第1 階段）、穩(wěn)定蠕變階段（第2 階段）、加速蠕變階段（第3 階段）。在第1 階段應(yīng)變率單調(diào)減少，直到最小值，在穩(wěn)定蠕變階段體積基本保持不變，在加速蠕變階段應(yīng)變率快速上升直到巖樣破壞，而側(cè)向應(yīng)變比軸向應(yīng)變表現(xiàn)出更大的時(shí)間相關(guān)性。

（3）通過(guò)擴(kuò)容指標(biāo)分析了在穩(wěn)定荷載作用下應(yīng)變的變化過(guò)程。其中非彈性剪切應(yīng)變和非彈性體積應(yīng)變之比近似線性。這個(gè)比值意味著剪應(yīng)變和體積應(yīng)變同時(shí)發(fā)生。而且這些應(yīng)變的相對(duì)稱(chēng)部分在不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展過(guò)程中保持不變。

（4）靜態(tài)疲勞試驗(yàn)中不變荷載部分產(chǎn)生的應(yīng)變趨向于非彈性和不可恢復(fù)，其中增加的體積應(yīng)變意味著軸向裂紋的擴(kuò)展，剪切應(yīng)變的增長(zhǎng)意味著剪切滑移。兩種破壞模式相互交結(jié)。在此試驗(yàn)過(guò)程中巖石破壞在沿軸向的微裂紋擴(kuò)展和沿傾斜裂紋的剪切滑移都表現(xiàn)的比較明顯。

（5）巖芯的埋深對(duì)本身的強(qiáng)度影響也比較明 顯，本次試驗(yàn)可利用數(shù)據(jù)埋深基本上都超過(guò)了10 m，避開(kāi)了由于隧洞開(kāi)挖引起的應(yīng)力松弛區(qū)和應(yīng)力集中區(qū)的范圍。

（6）利用PFC 中的平滑節(jié)理模型模擬了節(jié)理對(duì)巖樣強(qiáng)度的影響，與試驗(yàn)中的現(xiàn)象一致，節(jié)理的存在極大地影響了巖樣的整體強(qiáng)度，在加載初期，存在壓縮緊密，而在殘余階段，存在一定的強(qiáng)化效應(yīng)和延性特征。

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