不同应力速率下深部黏土的应变能演化与损伤特性

深部黏土的变形破坏与内部的能量演化密切相关,研究深部黏土在加载和卸载过程中的能量演化与损伤破坏规律对防治矿井井筒开挖造成的土体失稳破坏及后续的井筒安全评估具有重要的意义.本文进行了不同应力路径和不同应力速率下的黏土三轴试验.结果表明:在两种应力路径下,深部黏土的强度具有很强的应力速率相关性,在偏应力到达峰值之前,试样在弹性变形阶段主要以能量的存储为主,达到应力峰值之后,试样内部的能量转换主要以耗散能的增加和弹性能的释放为主,这也在后续的CT试验中得到证实.基于试验结果,对常用的两种损伤指标进行了计算对比,发现基于耗散能的损伤指标在两种应力路径下具有显著的差异,因而可以更好地描述土体损伤发展过程.在三轴卸围压剪切实验中,由于试样的卸围压效应,导致黏土试样在临近破坏前的损伤比三轴压缩试验发展更快,这也说明了卸载对于深部黏土的破坏比加载来得更突然.