单轴压缩试验端面摩擦效应及损伤演化规律研究

李单林，刘广建，贾瑞锋，薛 飞，王康宇

( 绍兴文理学院 土木工程学院 浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室，浙江 绍兴 312000 )

岩石是天然形成的具有不连续性、非均质性和各向异性的材料，其内部分布着大量的微结构面。在岩石单轴动态压缩试验中，试件与试验设备之间会存在摩擦约束作用。由于这种端面摩擦的存在，加载板会对试样端面附近产生类似围压的效果，导致测得的抗压强度与真实抗压强度有所差异。许多学者开展了端面摩擦对岩石力学特性影响方面的研究。在端面摩擦对岩石尺寸效应与形状效应的影响规律方面，倪红梅[1]等认为岩石强度的长度效应是由于岩样端面摩擦效应所致，而并非来源于材料本身的非均质性；杨圣奇[2]发现在端面摩擦作用下，尺寸大小会影响岩样的强度峰后阶段的变形破坏特性，大尺寸岩样更易发生脆性破坏；刘广建[3]通过数值模拟发现端面条件对试样损伤的影响大于试样的尺寸；尤明庆[4]通过三轴试验研究发现花岗岩试样尺度较小时端面摩擦可通过晶粒传递而引起高围压下强度的极端离散；宋良[5]等基于损伤力学建立考虑端面摩擦效应的煤样单轴压缩尺寸本构模型，发现煤样抗压强度随高宽比的增加明显减小；孙超[6]等通过数值模拟发现无端面摩擦时尺寸效应消失，摩擦因数大于0.5时试样强度基本保持稳定，摩擦因数越大越易发生剪扭破坏；PENG J[7]等发现端面摩擦下，随着宽高比的逐渐增大，模型中的应力分布与微裂纹扩展更均匀，增加了宏观断裂的可能性，导致岩石强度降低。……