收稿日期: 2017-01-05
修回日期: 2017-03-01
网络出版日期: 2018-05-19
基金资助
国家自然科学基金项目“深埋硬岩劈裂破坏和动静荷载组合作用机理研究”（编号：41472269）资助
Study On Rate Effect of Uniaxial Compression Test for Red Sandstone
Received date: 2017-01-05
Revised date: 2017-03-01
Online published: 2018-05-19
利用MTS 322试验机对均质红砂岩进行了低加载（应变）率范围内不同量级的单轴压缩试验，考察了加载率对压缩强度、切线弹模和破坏应变的率效应影响规律。试验过程中采用位移控制加载，对应的加载量级分别为0.12，1.2，12，120 mm/min。研究结果表明：位移控制加载率与试样实际加载率、应变率之间均存在良好的线性关系。不同加载速率下岩石材料的单轴压缩强度、切线弹模随着加载率的增加呈现增加趋势，单轴压缩强度增加了11%，切线弹模增加了13%，率效应显著。通过试验数据发现，破坏应变与应变率（加载率）之间无相关性，不具有率效应规律，故强度准则应该是应力准则而不是应变准则。
王进 , 宫凤强 . 红砂岩单轴压缩试验的率效应研究[J]. 黄金科学技术, 2018 , 26(1) : 56 -63 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2018.01.056
The uniaxial compression tests of homogeneous red sandstone under low loading （strain） rate range with different order of magnitude were carried out using hydraulic servo test machine.The effects of loading （strain） rate on the compressive strength，tangent elastic modulus and failure strain were investigated.The displacement control loading was adopted in the process of testing，and the loading rate were 0.12，1.2，12，120 mm/min respectively.The results show that there are good linear relationship among displacement control loading rate，actual loading rate and strain rate of specimen.The uniaxial compressive strength and tangent elastic modulus of rock materials increase with the loading rate under different loading rates，the uniaxial compressive strength increases by 11%，the tangent elastic modulus increases by 13%，and the rate effect is remarkable. It is also found that the failure strain is no associated with strain rate （loading rate） by experimental data，and there is no law of rate effect，so the strength criterion should be stress criterion instead of strain criterion.
[ 1 ] Zhao J，Li H B，Wu M B，et al. Dynamic uniaxial compression tests on granite［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，1999，36（2）：273-277.
[ 2 ] Li H B，Zhao J，Li T J. Triaxial compression tests of a granite at different strain rates and confining pressures［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，1999，36（8）：1057-1063.
[ 3 ] 梁昌玉，李晓，李守定，等. 岩石静态和准动态加载应变率的界限值研究［J］. 岩石力学与工程学报，2012，31（6）：1156-1161.Liang Changyu，Li Xiao，Li Shouding，et al. Study on the boundary value of static and quasi dynamic loading strain rate of rock［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31（6）：1156-1161.
[ 4 ] 黄达，黄润秋，张永兴. 粗晶大理岩单轴压缩力学特性的静态加载速率效应及能量机制试验研究［J］. 岩石力学与工程学报，2012，31（2）：245-255.Huang Da，Huang Runqiu，Zhang Yongxing.Experimental investigations on static loading rate effects on mechanical properties and energy mechanism of coarse crystal grain marble under uniaxial compression［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31（2）：245-255.
[ 5 ] 梁卫国，徐素国，莫江，等. 盐岩力学特性应变率效应的试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2010，2（1）：43-50.Liang Weiguo，Xu Suguo，Mo Jiang，et al. Test study of strain rate effects on mechanical performances of salt rock［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2010，29（1）：43-50.
[ 6 ] 杨仕教，曾晟，王和龙. 加载速率对石灰岩力学效应的试验研究［J］.岩土工程学报，2005，27（7）：786-788.Yang Shijiao，Zeng Sheng，Wang Helong. Experimental analysis on mechanical effects of loading rates on limestone［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2005，27（7）：786-788.
[ 7 ] 朱瑞赓，吴绵拔. 在不同加载速率条件下花岗岩的破坏准则［J］.岩土力学，1984，5（1）：37-46.Zhu Ruigeng，Wu Mianba. Failure criterion of granite at different loading rates［J］.Rock and Soil Mechanics，1984，5（1）：37-46.
[ 8 ] 李刚，陈正汉，谢云，等. 高应变率条件下三峡工程花岗岩动力特性的试验研究［J］.岩土力学，2007，28（9）：1833-1840.Li Gang，Chen Zhenghan，Xie Yun，et al. Test research on dynamic characteristics of three Gorges granite under high strain rate［J］.Rock and Soil Mechanics，2007，28（9）：1833-1840.
[ 9 ] 冯遗兴，邱一平，李彰明. 应变率对岩石强度和变形性质的影响［J］.岩土工程学报，1986，8（6）：50-56.Feng Yixing，Qiu Yiping，Li Zhangming. The effect of strain rate on strength and deformability of rock［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，1986，8（6）：50-56.
[ 10 ] Lu Y B，Li Q M. A correction methodology to determine the strain-rate effect on the compressive strength of brittle material based on SHPB testing［J］.International Journal of Protective Structures，2011，2（1）：127-138.
[ 11 ] Asprone D，Cadoni E，Prota A，et al. Dynamic behavior of a Mediterranean natural stone under tensile loading［J］.International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences，2009，46（3）：514-520.
[ 12 ] 张宗贤，俞洁，赵清. 岩石的加载率效应［J］.有色金属，1996，48（1）：1-4.Zhang Zongxian，Yu Jie，Zhao Qing. Effects of loading rates on rock materials［J］.Nonferrous M etal s，1996，48（1）：1-4.
[ 13 ] 戚承志，钱七虎. 岩石等脆性材料动力强度依赖应变率的物理机制［J］.岩石力学与工程学报，2003，22（2）：177-181.Qi Chengzhi，Qian Qihu. Physical mechanism of dependence of material strength on strain rate for rock-like material［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Enginee-ring，2003，22（2）：177-181.
[ 14 ] 马怀发，陈厚群，黎保琨. 应变率效应对混凝土动弯拉强度的影响［J］.水利学报，2005，36（1）：69-76.Ma Huaifa，Chen Houqun，Li Baokun. Influence of strain rate effect on dynamic bending strength of concrete［J］.Journal of Hydraulic Engineering，2005，36（1）：69-76.
[ 15 ] 宫凤强，司雪峰，李夕兵，等. 基于应变率效应的岩石动态Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则研究［J］.中国有色金属学报，2016，26（8）：1763-1773.Gong Fengqiang，Si Xuefeng，Li Xibing，et al. Rock dynamic Mohr-Coulomb and Hoek-Brown criteria based on strain rate effect［J］.The Chinese Journal of Nonferrous Metals，2016，26（8）：1763-1773.
[ 16 ] Sang H C，Ogata Y，Kaneko K. Strain-rate dependency of the dynamic tensile strength of rock［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2003，40（5）：763-777.
[ 17 ] Mahmuto?lu Y. The effects of strain rate and saturation on amicro-cracked marble［J］.Engineering Geology，2006，82（3）：137-144.
/
| 〈 |
|
〉 |
©2018 黄金科学技术编辑部
电话：0931-8277791
E-mail: hjkx@lzb.ac.cn 邮编：730000
甘公网安备 62010202000672号