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岩石的强度与变形是岩石力学研究的两个基本问题。现有研究表明,岩石在受压与受拉条件下,会表现出不同的力学性质(强度和变形参数);即使同是拉伸试验,直接拉伸与间接拉伸试验获得的参数也存在一定差异。此外,岩石的力学性质还受到加载率的影响,因此研究岩石抗拉和抗压特性的差异,及该差异随加载率的变化规律,具有重要的理论和实际意义。 本文选取甘肃北山花岗岩和四川自贡砂岩,进行了静态、准静态和动态条件下的单轴压缩、巴西劈裂和直接拉伸试验。对比研究了单轴压缩与直接拉仲、直接与间接拉伸试验各参数的差异及随加载率的变化规律,得到主要结论如下: (1)静态和准静态条件下,两种岩石的单轴抗压、直接拉伸和巴西劈裂强度均随加载率对数的增高而线性增长;其中单轴抗压和直接拉伸强度的比值,及巴西劈裂和直接拉伸强度的比值(巴西劈裂强度大于直接拉伸强度,但两种岩石的比值不同)均随加载率变化很小。 (2)静态和准静态条件下,两种岩石的压缩模量均随着加载率呈现先增大后减小的趋势,而拉伸模量随加载率对数线性增长,其中压缩模量均大于直接拉伸模量,两者比值随加载率变化较大;两种岩石的巴西劈裂修正模量、未修正模量和直接拉伸模量均随加载率对数的增高而线性增长,其中巴西劈裂修正模量均大于未修正模量(修正系数随加载率变大),而与直接拉伸模量接近(变化范围不超过15%)。 (3)静态和准静态条件下,两种岩石的压缩泊松比和拉伸泊松比均随加载率的增大而增大,其中压缩泊松比大于拉伸泊松比,而砂岩的压拉泊松比随加载率变化较小,但花岗岩的两者比值随加载率变化较大。 (4)动态条件下,两种岩石的单轴抗压和巴西劈裂强度均随加载率呈幂指数增长关系。相比静态和准静态条件,动态条件下的单轴抗压和巴西劈裂强度比值显著减小。 (5)动态条件下,单轴压缩模量小于巴西劈裂拉伸模量,与静态和准静态条件下的规律相反。