三轴应力下水对粉砂质泥岩蠕变力学特性影响作用试验研究

采用岩石流变试验机，在三轴应力下分别对干燥与饱水两种含水状态的粉砂质泥岩开展室内蠕变力学试验。分析了水对粉砂质泥岩蠕变量、蠕变长期强度的影响作用。依据岩石的蠕变性质，选取Burgers蠕变模型对其进行描述，得出两种含水状态下岩石的蠕变模型参数。对比干燥与饱水含水状态下岩石的Burgers蠕变模型参数，分析得出了水影响Burgers蠕变模型参数的基本规律。结果表明:（1）相同应力水平下，水对粉砂质泥岩的瞬时应变特性影响较小，而对岩石的蠕应变特性影响相对较大；（2）饱水试样的蠕变长期强度是干燥试样的39.3%，由于水的作用，粉砂质泥岩的蠕变长期强度大幅降低，在工程中应考虑由于水的影响作用而导致的岩石长期强度降低问题；（3）水对Burgers蠕变模型各参数的影响作用从大到小依次为:η₁、G₁、G₂和η₂，即水对Burgers模型中串联的元件力学特性影响较大，而对并联的元件力学特性影响相对较小；（4）由于水的影响作用，粉砂质泥岩达到稳定蠕变阶段所需的时间显著增加，岩石的稳态蠕变速率显著增大；（5）由于水的影响作用，导致粉砂质泥岩的蠕变力学特性发生显著改变。因此，在重大岩石工程中应重视水对岩石时效变形的影响作用。