该项目主要研究岩石在其强度极限邻域内的扰动蠕变力学特性,应用新研制的常载三轴扰动蠕变仪和MTS815.03电液伺服岩石实验系统,试验研究岩石易于受扰动作用而产生蠕变的邻域范围,试验研究岩石扰动蠕变与扰动载荷的关系,建立以应力状态和扰动荷载为自变量的流变本构方程,编制出专用于深井软岩巷道变形的计算机软件。岩石扰动蠕变实验与扰动理论研究,可以拓展岩石流变理论的研究内容;有希望在固体力学的范畴内,建立具有岩石力学鲜明特色的扰动蠕变理论。在深井软岩条件下,巷道的围岩应力状态处于岩石强度极限邻域内,围岩会产生较大的流变变形,其中扰动变形占主要部分。因此,研究岩石在扰动载荷作用下的蠕变力学特性,建立扰动蠕变理论,对深井软岩支护具有重要的工程实用价值。
该项目通过岩石流变及其扰动效应试验,研究了岩石在扰动效应作用下的蠕变特性。主要研究内容是岩石流变扰动效应试验仪的研制与改进;岩石单轴压缩蠕变试验与蠕变模型;岩石单轴压缩蠕变扰动试验及其本构关系;岩石三轴压缩蠕变扰动试验及其本构关系;岩梁弯曲蠕变扰动试验等。获得的主要研究成果有①建立了"扰动荷载"、"岩石流变扰动效应"、"岩石强度极限临域"的概念;②研制出了第Ⅲ型的岩石流变扰动效应试验仪;③通过岩石单轴压缩及其扰动效应试验建立了应变与扰动次数函数方程,得出了红砂岩试件稳定蠕变阶段的应力阀值,建立了应变极限临域,分析了影响扰动蠕变增量的因素;④通过三轴压缩蠕变及其扰动效应试验,研究了围压改变对岩石蠕变特性的影响及破坏形式;⑤进行了岩梁弯曲蠕变及其扰动效应试验,得出其扰动蠕变规律。