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大量的岩石力学试验和实践工程均表明岩石(岩体)中存在十分明显的流变现象。自然界中岩体并非均质的,而是由众多节理、软弱夹层以及断层等组成的非均质各向异性和非连续的复合结构体构成。结构面一般控制岩质边坡失稳的边界,非贯通结构面的研究对揭示斜坡启动破坏机理及稳定性具有十分重要意义。目前,针对于岩石流变力学的研究主要限于完整岩石和含贯通结构面岩体的流变力学研究,由于含非贯通结构面试样取样的困难性,对于含非贯通结构面岩体的流变力学研究较少,含非贯通结构面岩体的流变力学特性相比较于完整岩石的流变力学特性更加复杂。因此,通过对非贯通结构面的流变力学特性的研究在理论与工程上具有重要价值与意义。本文以非贯通硬性结构面为研究对象,以大岗山水电站右岸坝址边坡为地质原型提炼概化模型,制作非贯通硬性结构面试样,进行室内试验,研究非贯通结构面试样的单轴压缩强度、三轴压缩强度以及变形特征,并利用RFPA2D对其变形过程进行数值模拟,分析模型的应力应变、声发射特征。在上述试验基础上,对非贯通结构面试样进行三轴压缩蠕变试验,对蠕变过程中的应力-应变-时间特性,蠕变速率以及长期强度参数等进行分析,且利用RFPA2D-creep进行分级加载的蠕变数值试验,对数值试验过程中的应力-应变-时间特性以及声发射进行分析。基于室内蠕变试验,建立两个本构模型对蠕变试验进行反映并得出更适宜描述非贯通硬性结构面蠕变特性的蠕变模型。该文的主要研究成果如下:(1)由非贯通硬性结构面试样的单轴压缩试验得上部结构面长度a=0 cm和a=1 cm试样强度差别较小,a=1 cm至a=3 cm时试样强度会发生骤降。试验中出现明显的5阶段的变形过程,综合试样峰后的变形特征,可将其分为延-脆性破坏和突发式脆性破坏。使用RFPA2D软件对a=0 cm和a=3 cm数值试样进行单轴压缩数值试验,得室内试验试样的破坏均处于数值试验最大剪应力的范围和声发射聚集位置,结合声发射位置的声发射特性和室内试验试样的破坏模式,表明室内试验试样的变形破坏均为剪切破坏和拉伸破坏共存。(2)由非贯通硬性结构面试样的常规三轴压缩试验可知:试验过程中出现5阶段变形过程,三轴压缩强度整体上随围压的增高而增大,随结构面长度a的增大而减小。使用RFPA2D软件对a=0 cm、σ3=2 MPa和a=3 cm、σ3=2 MPa数值试样进行三轴压缩数值试验,得室内试验试样的破坏均处于数值试验最大剪应力的范围和声发射聚集位置。根据数值试验中声发射位置的声发射特征,在a=0cm、σ3=2 MPa条件下,试样变形破坏主要为剪切破坏,局部拉伸破坏;在a=3cm、σ3=2 MPa条件下,试样的变形破坏方式为剪切破坏和拉伸破坏共存。(3)单轴压缩试验和三轴压缩试验数值试验过程中的声发射计数和声发射能量特征表明,二者数值试验中声发射特征具有极大的相似性,在荷载未达到试样破坏强度时,声发射计数和声发射能量呈平稳发展的趋势,当荷载达到试样破坏强度时,声发射呈现突然、高密度的事件数和能量释放状态。(4)非贯通硬性结构面试样三轴蠕变试验过程体现出完整的蠕变试验过程。除第一应力等级瞬时应变量外,随应力等级升高,试样瞬时应变量整体上呈递增趋势。随应力等级升高,蠕变量整体上也呈现增长趋势。中低应力下,非贯通硬性结构面试样仍存在一定的蠕变速率,随应力等级提升,蠕变速率整体上增长,经试验曲线发现,加速蠕变发生前存在一个稳态蠕变速率突变。本研究通过比较,建议采用等时应力应变法求取长期强度,比较瞬时强度和长期强度值,得到长期强度与瞬时强度比值低至29.01%,高至59.70%。在一些情况下低应力状态下的长期强度值稍高于或略等于高应力下的长期强度值,经分析,一方面由于试验精度和试样样品的差别问题所造成的,另一方面主要为由于加载速度所造成的。(5)通过RFPA2D-creep模拟a=0cm、σ3=2MPa试样的蠕变试验过程,结果显示试样破坏从下部结构面反倾向侧顶部开始破裂,逐渐向下部结构面延伸扩展,直至贯通破坏。结合室内试验和数值试验,认为二者试验试样是在剪切破坏和拉伸破坏的共同作用下发生试样的破坏。由蠕变数值试验,可推测出实践工程(滑坡)后缘出现微裂缝或裂缝时,以此判断滑坡进入加速蠕变时间或加速蠕变阶段。分析其应力-应变-时间关系,得出与力学试验相似的认识,即随应力等级的提高,岩石瞬时应变增量和蠕变增量会随之升高。声发射特征表现为随应力等级提高,声发射计数和声发射能量也会增高。声发射累积计数和声发射累积能量与蠕变过程中的应力-应变-时间曲线具有相同的变化趋势。(6)基于室内蠕变试验,分别构建了基于传统元件组合的非线性黏弹-黏弹塑性损伤蠕变本构模型和基于分数阶微积分硬性结构面蠕变本构模型,并推导了相对应的一维和三维应力状态的蠕变方程。利用室内试验数据对推导的三维应力状态下的蠕变方程进行参数辨识,这两个模型均能够较好地对非贯通硬性结构面试样的蠕变全过程反映,基于分数阶微积分硬性结构面蠕变本构模型对非贯通硬性结构面试样蠕变过程的辨识效果整体优于传统元件组合的损伤蠕变本构模型。