DOI:10.11858/gywlxb.20220699不同含水率下岩石材料的能量与损伤演化特征党亚倩1，吴亚敏1，王团结1,2，崔秀丽1，安定乾3（1.郑州工业应用技术学院建筑工程学院,河南新郑451100；2.南开大学环境科学与工程学院,天津300350；3.中国建筑第七工程局有限公司,河南郑州450000）摘要：为研究含水率对硬岩材料的力学性质和能量损伤的影响规律，对不同含水状态的砂岩开展了单轴压缩试验。结果表明：砂岩试样的峰值应力、弹性模量和脆性指数随着含水率的增大而减小，峰值应变随着含水率的增大而增大；在干燥状态下，砂岩试样在破坏之前未发生明显的塑性变形，表现出显著的脆性破坏，而在饱水状态下，砂岩试样在峰前阶段出现显著的塑性变形，破坏前出现屈服平台；砂岩试样的含水率越大，吸能能力越强，能量吸收率越小，但是能量耗散越显著；砂岩试样的含水率越小，破坏时其损伤变量越大，在干燥状态下砂岩试样的破坏具有较强的冲击倾向性。研究结果可为深部地下工程围岩的稳定性控制提供理论参考。关键词：砂岩；单轴压缩；含水率；能量演化；损伤特征中图分类号：O347;TU45文献标识码：A随着地下工程的迅速发展，浅层地下空间资源逐渐被消耗殆尽，地下工程朝着深部发展[1]。在深部地下工程的施工过程中，不可避免地会遇到高压、赋水等情况。含水量对地下工程围岩的力学性质和损伤特征具有显著影响[2–4]，因此正确认识含水量对岩石材料力学性质的影响机制对于保障地下工程围岩的稳定性具有重要的工程意义[5–6]。国内外众多学者对不同含水率下岩石材料的力学性质开展了研究。Perera等[7]探究了自然状态和饱水状态下煤岩的强度特征和变形特征。Pan等[8]对不同含水状态的煤体开展了单轴加/卸载试验，得到了含水率对煤体弹性模量的影响规律。郑文红等[9]对干燥、自然和饱和状态下的岩石进行了单轴压缩试验，得到了硬岩材料的软化系数、脆性系数与含水率的关系。胡昕等[10]通过单轴压缩试验，探究了不同含水率下红砂岩的力学性质，并运用统计损伤理论推导出考虑不同含水状态的红砂岩的损伤模型。现有的研究表明，内部能量驱动是岩石破坏的源动力，能量耗散是岩石材料变形及损伤的本质特征[11–13]。谢和平等[14]讨论了岩石材料在变形破坏过程中的能量储存、耗散与岩石材料内部损伤发展之间的内在联系，提出岩石的损伤与破坏是能量储存与耗散综合作用的结果。王圣程等[15]研究了单轴压缩下含水率对混凝土变形破坏过程中能量演化特征的影响。杨永杰等[16]基于岩石...
