【摘 要】
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自然界中的岩体在地质构造作用下会存在节理、断层等不同类型的缺陷,诸如水利工程基岩等大型工程岩体中也分布着不同产状的裂隙,预先存在的裂隙是造成岩石失稳破裂的主要原因,这将严重影响水利工程的长期稳定性。近年来随着白鹤滩水电站、锦屏二级水电站等重大水利工程项目的实施,越来越多的工程实践表明,岩体的变形破坏往往经历一个较为明显的时效过程。岩体在开挖后处于卸荷状态,随着时间的推移会发生蠕变变形破坏,导致工程
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自然界中的岩体在地质构造作用下会存在节理、断层等不同类型的缺陷,诸如水利工程基岩等大型工程岩体中也分布着不同产状的裂隙,预先存在的裂隙是造成岩石失稳破裂的主要原因,这将严重影响水利工程的长期稳定性。近年来随着白鹤滩水电站、锦屏二级水电站等重大水利工程项目的实施,越来越多的工程实践表明,岩体的变形破坏往往经历一个较为明显的时效过程。岩体在开挖后处于卸荷状态,随着时间的推移会发生蠕变变形破坏,导致工程建筑物开裂、倾斜,不可避免地影响水利工程的稳固性。基于此,本文制备不同产状（角度、间距、长度）双裂隙岩石试样;采用室内试验、理论分析和数值计算相结合的方法,分析常规单轴、三轴压缩、恒轴压分级卸围压条件下双裂隙岩体的强度及变形特征;对裂隙岩体进行断裂力学分析;建立裂隙岩体蠕变损伤本构模型并进行参数辨识;基于声发射试验分析裂隙岩体卸荷蠕变前兆特征。本文主要研究成果如下:（1）基于裂隙岩样单、三轴压缩试验结果,分析了裂隙产状与力学参数之间的关系;基于断裂力学理论推导出了裂隙尖端应力强度因子修正系数F;引入考虑裂隙空间分布的位置系数S并给出适合不同裂隙产状的系数表达式;影响系数的计算结果与其他经验公式结果相比具有更好的合理性与适用性。（2）基于损伤力学理论和岩石蠕变理论,引入考虑损伤演化的黏性元件及Lade破坏准则,建立了裂隙岩体非线性黏弹塑性损伤蠕变模型,并对模型参数进行辨识后与其他蠕变模型进行对比分析,验证了所建蠕变模型的适用性和优越性。（3）基于裂隙岩样三轴卸围压蠕变试验结果,分析了不同产状裂隙岩体卸荷蠕变条件下的变形特征;裂隙产状增大,裂隙岩体蠕变变形均增加,扩容现象越明显;最后一级应力水平下,衰减蠕变、稳态蠕变阶段应变占蠕应变的百分比均逐渐减小,加速蠕变阶段应变占比及平均蠕变速率逐渐增大。（4）基于声发射监测技术,分析了裂隙岩样蠕变过程中声发射参数及波形的前兆特征;每一级蠕变过程中声发射振铃计数和能量均呈现出升高-低水平波动-升高的变化规律;裂隙岩体卸荷蠕变声发射主频呈现出连贯紧密的条带状特征;基于尖点突变理论及声发射主频值对裂隙岩石蠕变破坏进行预警;更高频和更低频主频带的出现及两频带能量占比大幅度增加的现象可作为裂隙岩体卸荷蠕变破坏前兆特征。
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