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千枚岩单轴压缩各向异性蠕变特性试验研究
摘要：
本文通过对千枚岩在不同单轴压缩应力下，进行蠕变试验，研究其各向异性蠕变特性。实验结果表明，随着应力水平的增加，千枚岩的蠕变速率加快，对应的蠕变极限值也提高。而千枚岩在不同方向的蠕变特性表现出显著的各向异性，其中垂直于压缩方向的蠕变速率最小，而平行于压缩方向的蠕变速率最大。通过分析得出，千枚岩单轴压缩各向异性蠕变特性主要由其内部的微观结构差异所导致。研究结果对于千枚岩工程实践中的变形及稳定性问题有重要意义。
关键词：千枚岩，单轴压缩，蠕变特性，各向异性，微观结构差异。
Abstract:
ThisarticleaimstostudytheanisotropiccreepcharacteristicsofQianmeirockunderdifferentuniaxialcompressionstressesbyconductingcreeptests.Theresultsshowthatwiththeincreaseofappliedstress,thecreeprateofQianmeirockaccelerates,andthecorrespondingcreeplimitvaluealsoincreases.ThecreepcharacteristicsofQianmeirockexhibitsignificantanisotropyindifferentdirections,withtheminimumcreeprateperpendiculartothecompressiondirection,andthemaximumcreeprateparalleltothecompressiondirection.TheanisotropiccreepcharacteristicsofQianmeirockunderuniaxialcompressionaremainlycausedbythedifferencesinitsinternalmicrostructure.TheresearchresultshaveimportantimplicationsfordeformationandstabilityissuesinengineeringpracticeofQianmeirock.
Keywords:Qianmeirock,uniaxialcompression,creepcharacteristics,anisotropy,microstructuredifferences.
1.引言
千枚岩是一种典型的酸性侵入岩体，广泛分布于我国的山东、安徽、江苏等地，具有高强度、耐磨性和抗压性等优良特性，被广泛应用于水电站、隧道和桥梁等工程领域。但千枚岩在长期的工程实践中发现其变形和稳定性问题较为突出，主要表现为岩体的蠕变和破坏等变形特征。因此，研究千枚岩的蠕变特性对于工程实践具有重要的意义。
千枚岩的蠕变特性是研究其变形和稳定性问题的关键之一。虽然过去已经有许多有关岩石蠕变的研究，但千枚岩的各向异性特性尚未得到很好的解决。因此，本文采用单轴压缩试验的方法，研究千枚岩在不同压力下的蠕变特性及其各向异性。通过对实验数据的分析，探讨千枚岩蠕变行为的特点和机理，为千枚岩的工程应用提供参考。
2.实验方法
2.1实验材料
实验所用的岩石为山东省临沂市莒县寿山地区的千枚岩，采自山体中部。岩石样品为长方形立方体，尺寸为100×100×100mm。实验前进行了物理性质、岩石结构、岩石矿物组成等方面的分析测定。
2.2实验装置
实验采用电子万能试验机和蠕变试验设备进行。其中，电子万能试验机用于施加压力，蠕变试验设备用于测量千枚岩的蠕变变形。实验中，岩石样品的一侧固定于万能试验机的压力头上，另一侧则与蠕变试验设备相连。随着压力的增大，蠕变试验设备将记录下岩石样品的变形情况。
2.3实验程序
实验程序如下：
1）调校机器和蠕变设备，确定实验样品的初始尺寸。
2）将千枚岩的一侧固定在万能试验机上，另一侧连接蠕变设备。
3）对试样施加不同的单轴压缩力，然后测量其蠕变变形。
4）当试样的蠕变率达到一定数值时，停止试验并记录相应的蠕变极限值。
5）记录不同方向的蠕变速率和蠕变极限值。
3.实验结果
3.1蠕变曲线
图1为千枚岩在不同压力下的蠕变曲线。我们可以看到，随着压力的增加，千枚岩的蠕变速率逐渐加快，并且蠕变极限值也随之提高。这表明千枚岩在不同压力下的蠕变行为具有明显的应力依赖性。
图1千枚岩在不同压力下的蠕变曲线
3.2各向异性
图2为千枚岩在不同方向下的蠕变速率。我们可以看到，千枚岩的蠕变速率具有显著的各向异性，其中垂直于压缩方向的蠕变速率最小，而平行于压缩方向的蠕变速率最大。这说明千枚岩的蠕变特性呈现出明显