李宏國(guó)，朱大勇，姚華彥，潘鵬志，周玉新，汪　然（.合肥工業(yè)大學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)與材料安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥　0009；.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所，湖北武漢007；.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽馬鞍山　000；.合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站，安徽合肥　000）

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溫度作用后大理巖加-卸荷破裂特性試驗(yàn)研究

李宏國(guó)1，朱大勇1，姚華彥1，潘鵬志2，周玉新3，汪然4
（1.合肥工業(yè)大學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)與材料安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥230009；2.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所，湖北武漢430071；3.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽馬鞍山243000；4.合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站，安徽合肥230001）

摘要：文章開展了常溫和200℃作用后錦屏大理巖的單軸、常規(guī)三軸及三軸卸圍壓試驗(yàn)，分析了溫度作用對(duì)大理巖破裂特征及強(qiáng)度的影響規(guī)律。研究表明：溫度作用對(duì)大理巖破壞形式有較大影響，在相同的應(yīng)力路徑下，溫度作用后的試件更容易出現(xiàn)張拉破壞特征。單軸試驗(yàn)中，試件均發(fā)生剪切和張拉組合破壞，未受溫度作用的試件以剪切破壞為主，而溫度作用后的試件以張拉破壞為主；在常規(guī)三軸試驗(yàn)中，未受溫度作用的試件主要是剪切破壞，而溫度作用后的試件有單剪、剪切和張拉組合破壞形式；三軸卸圍壓試驗(yàn)中，未受溫度作用的試件有單剪、共軛剪切、剪切和張拉組合破壞等形式，而溫度作用后的試件包括單剪、剪切和張拉組合、共軛剪切和張拉組合破壞等形式；常規(guī)三軸試驗(yàn)中，溫度作用后試件的內(nèi)摩擦角基本沒有變化，而內(nèi)聚力略有增加；卸圍壓試驗(yàn)中，溫度作用后試件的內(nèi)摩擦角有所增加，而內(nèi)聚力則降低；采用Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)溫度作用后的大理巖加、卸荷強(qiáng)度的回歸效果優(yōu)于Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則。

關(guān)鍵詞：巖石力學(xué)；溫度；常規(guī)三軸；卸圍壓；破壞模式；強(qiáng)度

朱大勇（1965-），男，安徽樅陽人，博士，合肥工業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師.

Key words：rock mechanics；temperature；triaxial compression；unloading confining pressure；failure mode；strength

0　引　言

溫度是影響巖石力學(xué)特性的重要因素之一。在放射性核廢料地下儲(chǔ)存、深部資源開采等領(lǐng)域中，均需考慮高溫作用下圍巖的穩(wěn)定性與安全性問題。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從溫度的作用對(duì)巖石強(qiáng)度和變形特性［1-5］、破裂過程［6-7］等方面研究了高溫下巖石的物理和力學(xué)性質(zhì)，這些成果均為巖石工程的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等提供了有益的參考。

但以前的研究主要集中在巖石加載路徑下?？紤]到實(shí)際工程中巖石常常經(jīng)歷卸荷過程，文獻(xiàn)［8］研究了高溫下巖石的卸荷力學(xué)特性。一般情況下，卸荷條件下巖石的強(qiáng)度和變形是研究者主要關(guān)注的問題，對(duì)溫度作用后巖石卸荷破壞形式的研究不夠深入，而巖石在卸荷應(yīng)力路徑下的破壞形式也是各類巖石工程的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與支護(hù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)［9］。為此，本文開展了溫度作用后大理巖的單軸、三軸加載和卸圍壓試驗(yàn)，分析了溫度作用后（200℃）大理巖的破裂與強(qiáng)度特征，并探討了溫度對(duì)巖石破裂特征的影響機(jī)理。

1　試驗(yàn)材料和方法

試件為錦屏大理巖，經(jīng)鑒定為細(xì)晶大理巖，主要成分為方解石（大于99%），粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；粒徑范圍為0.2～1.2 mm，互為鑲嵌，緊密分布，菱形解理發(fā)育。巖樣微觀結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。依據(jù)巖石力學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，巖樣取回后在實(shí)驗(yàn)室加工成尺寸約為φ50 mm×100 mm的標(biāo)準(zhǔn)試件。

圖1　大理巖微觀結(jié)構(gòu)圖片

試驗(yàn)分常溫和200℃作用2種情況。其中需要加溫的試件放置烘箱中，以3℃/min的升溫速率加熱至200℃，然后在烘箱中保持3 h，冷卻至室溫后進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)儀器采用中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所的RMT-150C巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)大理巖進(jìn)行單軸、常規(guī)三軸和三軸卸圍壓試驗(yàn)，觀察并記錄試件加載、卸荷、破壞的全過程，并分析試件不同荷載作用下的破壞特征。

單軸試驗(yàn)以0.002 mm/s（位移控制）的速率加軸壓至試件失穩(wěn)破壞。

常規(guī)三軸加載試驗(yàn)方案為：先以0.1 MPa/s的速率施加軸向和圍壓至預(yù)定值，再以0.002 mm/s（位移控制）的速率加軸壓至試件失穩(wěn)破壞。試驗(yàn)中考慮了5、10、15、20、25、30、35、40 MPa等8種圍壓情況。

三軸卸圍壓方案為：先以0.1 MPa/s的速率施加圍壓至預(yù)定值；再以0.5 kN/s（載荷控制）的速率加軸壓至峰值強(qiáng)度前某值；然后保持軸壓恒定的同時(shí)慢慢降低圍壓至試件失穩(wěn)破壞，圍壓降低的速率控制在0.05 MPa/s。初始圍壓考慮了10、15、20、25、30、35、40 MPa等7種情況。

2　試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1破壞形式分析

2.1.1常溫下的單軸和常規(guī)三軸試驗(yàn)

單軸壓縮情況下試件發(fā)生剪切和張拉組合破壞。既有貫穿整個(gè)試件的剪切破裂面，又有平行軸向的劈裂裂紋。并且剪切破裂面的傾角較大，其破壞面起止于試件的上下斷面。在試件破裂后不同側(cè)面觀察到的裂紋如圖2所示。

圖2　常溫下單軸壓縮試件的破壞圖

常規(guī)三軸試驗(yàn)由于圍壓的作用，主要是剪切破壞，根據(jù)裂紋形式主要有2種情況。

（1）單剪破壞。對(duì)于φ50 mm×100 mm的試件，其對(duì)角截面傾角［10］為63.43°。為了說明試件剪切破壞的特點(diǎn)，根據(jù)剪切面傾角大小分2種情況：小于63.43°的傾角認(rèn)為是緩傾角；等于或大于63.43°的傾角認(rèn)為是陡傾角。當(dāng)然，試件實(shí)際破壞時(shí)的剪切面通常并非一個(gè)平整的平面，本文只考慮其總體的走勢(shì)。

從常規(guī)三軸試驗(yàn)結(jié)果看，上述2種情況均存在，具體分析如下：①緩傾角剪切破壞，裂紋面從端面延伸至圓柱體側(cè)面。這是常規(guī)三軸試驗(yàn)最主要的破壞形式，大部分試件為該情況，10～40 MPa圍壓水平下均如此，一些不同圍壓下典型的常規(guī)三軸破裂后的試樣照片如圖3a所示。②陡傾角剪切破壞，裂紋面起止于圓柱體上下兩個(gè)端面。這在常規(guī)三軸加載試驗(yàn)中出現(xiàn)幾率較小，該組試驗(yàn)中有2例，主要在中、低圍壓情況下出現(xiàn)，圍壓為5 MPa和15 MPa條件下的破裂情況如圖3b所示。

圖3　大理巖常規(guī)三軸壓縮破壞照片

（2）共軛剪切破壞。這種情況較少出現(xiàn)，試驗(yàn)中只有1例出現(xiàn)該類型破壞，如圖3c所示，裂紋相互交叉切錯(cuò)方向相反，并且有多條滑移裂紋出現(xiàn)，試驗(yàn)時(shí)的圍壓為25 MPa。

由以上分析可知，由于有圍壓作用，大理巖常規(guī)三軸加載試驗(yàn)均為剪切破壞，破裂的力學(xué)機(jī)制單一，盡管試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)相同圍壓下不同試件之間的強(qiáng)度值離散性會(huì)很大。

2.1.2常溫下三軸卸圍壓試驗(yàn)

相對(duì)于常規(guī)三軸加載試驗(yàn)，三軸卸圍壓的破壞形式呈現(xiàn)出多樣化，如圖4所示。

由圖4可看出，單剪破壞分緩傾角剪切破壞和陡傾角剪切破壞2種情況。在所試驗(yàn)的10個(gè)試件中有4個(gè)試件為緩傾角剪切破壞，且在不同的圍壓情況下均有出現(xiàn)。陡傾角剪切破壞在卸圍壓試驗(yàn)條件下出現(xiàn)的概率增大，10個(gè)試件中有3個(gè)為這種破壞形式。一般出現(xiàn)這種破壞形式時(shí)，其破壞時(shí)刻的圍壓在中、低等水平，如試驗(yàn)中最高圍壓為11.53 MPa。

對(duì)于共軛剪切破壞，在三軸卸圍壓試驗(yàn)中僅出現(xiàn)1例，破壞時(shí)的圍壓為11.75 MPa。

剪切和張拉組合破壞試件時(shí)既有剪切裂紋也有張拉裂紋，卸圍壓試驗(yàn)中出現(xiàn)2例，在中等圍壓下存在這種形式，破壞時(shí)圍壓分別為13.28 MPa和25.54 MPa。

圖4　大理巖三軸卸圍壓破壞照片

2.1.3200℃作用后單軸和常規(guī)三軸試驗(yàn)

200℃作用后的大理巖單軸壓縮下，表現(xiàn)出明顯的張拉劈裂破壞特征，試件沿軸線有多條縱向裂紋，如圖5所示。

由圖5可知，與常溫下大理巖的單軸壓縮破裂相比，溫度作用后試件更破碎。

圖5　200℃作用后大理巖單軸破壞照片

在常規(guī)三軸壓縮條件下，其破壞形式主要有：

（1）單剪破壞。與上述常溫條件下的常規(guī)三軸試驗(yàn)類似，存在單剪緩傾角和單剪陡傾角破壞，按上述傾角大小的標(biāo)準(zhǔn)分類，大部分試件仍歸屬于緩傾角破壞，部分典型照片如圖6a所示。只有1例是單剪陡傾角破壞，如圖6b所示。但可以看出，與常溫下的常規(guī)三軸相比，雖然有一部分試件裂紋面不超過63.43°，但其傾角很大，已經(jīng)接近這個(gè)角度。

（2）剪切和張拉組合破壞。除了有剪切裂紋外，有很多沿軸向的張拉裂紋，如圖6c所示。不僅在圍壓很低的情況下出現(xiàn)，在較高圍壓（35 MPa）也有類似情況出現(xiàn)，剪切裂紋的傾角均較大，對(duì)試件破壞起決定作用的仍為剪切裂紋。和常溫試件的試驗(yàn)相比較，在200℃作用后的試件在三軸試驗(yàn)中更趨向于出現(xiàn)張拉破壞。

圖6　200℃作用后大理巖常規(guī)三軸破壞照片

2.1.4200℃作用后卸圍壓試驗(yàn)

200℃作用后大理巖在卸圍壓情況下破壞圖如圖7所示，主要破壞形式有：

（1）單剪破壞。從試驗(yàn)情況看，這種破壞形式的試件數(shù)量在該組試件中的比例有所降低。且大部分試件裂紋面的傾角均較大。在圍壓較高的情況下，仍然可能發(fā)生陡傾角的破壞，破壞時(shí)最大圍壓為20.29 MPa。

（2）剪切和張拉組合破壞。除了有剪切裂紋外，有沿軸向的張拉裂紋。這主要在圍壓很低的情況下出現(xiàn)，試件破壞時(shí)的圍壓分別為8.71 MPa 和9.36 MPa。

（3）共軛剪切和張拉組合破壞。在卸圍壓試驗(yàn)中僅出現(xiàn)1例，破壞時(shí)的圍壓為26.50 MPa。對(duì)試件失穩(wěn)破壞起決定作用的應(yīng)該是兩交叉的剪切裂紋，但形成的剪切塊體上有縱向的張拉裂紋，試驗(yàn)后的試件更破碎。

圖7　溫度作用后大理巖卸圍壓試驗(yàn)破壞照片

2.2強(qiáng)度特征

常溫和200℃作用下大理巖加載與卸荷破壞的軸壓與圍壓的關(guān)系分別如圖8所示。為了真實(shí)反映試驗(yàn)情況和巖石試件的性質(zhì)，圖8給出了每個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果，盡管這樣會(huì)造成試驗(yàn)結(jié)果回歸時(shí)相關(guān)系數(shù)的降低［11］。從圖8可以看出，巖石強(qiáng)度的離散性較大。即使是處于相同的圍壓狀態(tài)下，強(qiáng)度也有較大差別，這主要與巖石內(nèi)部存在的各種缺陷有關(guān)系［11-12］。

依據(jù)Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，并計(jì)算不同情況下的巖石強(qiáng)度參數(shù)。計(jì)算的強(qiáng)度參數(shù)見表1所列，由表1可看出，常規(guī)三軸試驗(yàn)中，溫度作用后試件的內(nèi)摩擦角基本沒有變化，而內(nèi)聚力略有增加，由常溫的32.05 MPa增大至35.09 MPa；三軸卸圍壓試驗(yàn)中，溫度作用后試件的內(nèi)摩擦角有所增加，而內(nèi)聚力則降低?？梢钥闯?，根據(jù)Mohr-Coulomb準(zhǔn)則回歸的相關(guān)系數(shù)均較低。尤其是在常溫條件下，加載和卸圍壓的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸相關(guān)系數(shù)分別為0.662 5和0.495。

圖8　不同溫度作用后大理巖破壞圍壓與軸壓關(guān)系

其主要原因在于：Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則認(rèn)為巖樣破壞是由于其面上的剪切應(yīng)力τ達(dá)到了極限值，該準(zhǔn)則不考慮中間主應(yīng)力的作用，不能全面反映巖土材料的特性。

表1　強(qiáng)度參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

Mohr-Coulomb對(duì)于簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)下的巖土材料強(qiáng)度的描述簡(jiǎn)單實(shí)用，但對(duì)于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的情況有局限性。線性的Mogi強(qiáng)度準(zhǔn)則，即Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則被認(rèn)為在一些復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下比Mohr-Coulomb準(zhǔn)則更有優(yōu)勢(shì)［13-15］。Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則認(rèn)為巖樣破壞是由于其破壞面上的八面體剪應(yīng)力τoct達(dá)到了極限值，這與Mohr-Coulomb準(zhǔn)則有著顯著的區(qū)別。Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則將巖樣破壞時(shí)的八面體剪應(yīng)力τoct看成最大和最小主應(yīng)力和的平均的函數(shù)，即

其中，a、b均為Mogi線性參數(shù)。

在主應(yīng)力空間中有：

在常規(guī)三軸加載和三軸卸圍壓試驗(yàn)中，有σ2＝σ3，因而。本文嘗試運(yùn)用該準(zhǔn)則進(jìn)行不同情況下的試件強(qiáng)度的回歸分析。常溫和200℃作用后的大理巖的τoct～（σ1＋σ3）/2關(guān)系擬合曲線如圖9所示。

圖9　不同溫度作用后強(qiáng)度擬合曲線

由圖9可以看出，Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則擬合曲線的相關(guān)系數(shù)均高于Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的擬合結(jié)果，并且均達(dá)到0. 9以上。Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則能更準(zhǔn)確地描述巖石在不同條件下的屈服。

3　討　論

3.1破壞形式與強(qiáng)度的關(guān)系

影響巖石強(qiáng)度的因素很多。其中組成巖石的礦物成分的分布不均勻、不同礦物成分力學(xué)性質(zhì)的差異是其主要因素之一。

此外，巖石內(nèi)部還存在各種各樣的微裂紋（或缺陷等），巖石的破壞是其內(nèi)部微裂紋（或缺陷）擴(kuò)展、搭接、貫通的過程，但由于巖石內(nèi)部初始微裂紋的幾何分布等各種因素的影響，將形成破裂形式的多樣性。文獻(xiàn)［16］根據(jù)單軸試驗(yàn)結(jié)果提出巖石的極限抗壓強(qiáng)度是其破壞形式的函數(shù)，不同的破壞形式將會(huì)影響巖石的強(qiáng)度。

破壞形式的差異反映了破壞機(jī)制的差別，也導(dǎo)致強(qiáng)度準(zhǔn)則適用性不一致。從以上破壞形式的分析可知，溫度作用后對(duì)巖石破裂形式會(huì)產(chǎn)生一些影響。由以上分析可知，200℃作用后大理巖變脆，又由于在卸圍壓的過程中更加劇了試樣側(cè)向的變形，因而，溫度作用以及卸荷應(yīng)力狀態(tài)使試件更趨向于發(fā)生張拉破壞，即使發(fā)生剪切破壞的情況，其破裂角也變大。對(duì)于比較單一的剪切破壞形式，Mohr-Coulomb準(zhǔn)則能夠較好地描述其強(qiáng)度，并預(yù)測(cè)其破壞方位；但對(duì)于較復(fù)雜的破壞形式，如剪切和張拉組合破壞等，該準(zhǔn)則就存在一定的局限性。結(jié)合以上破壞形式的總結(jié)分析可得，采用Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)大理巖強(qiáng)度進(jìn)行回歸分析比Mohr-Coulomb準(zhǔn)則更合理。

3.2溫度對(duì)大理巖破壞特征的影響機(jī)理

溫度對(duì)巖石的作用主要在于對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。本文的高溫只有200℃，在這個(gè)范圍內(nèi)，溫度對(duì)大理巖的力學(xué)強(qiáng)度的影響并不是非常顯著［4］。此時(shí)，溫度對(duì)巖石主要有2個(gè)方面的影響：①巖石礦物中的結(jié)合水蒸發(fā)，導(dǎo)致礦物結(jié)合強(qiáng)度更高；②不同熱膨脹率引起巖石內(nèi)部顆粒邊界的熱膨脹不協(xié)調(diào)，因結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力在巖石內(nèi)部產(chǎn)生微裂隙［8］，或者因?yàn)闇囟茸饔脤?dǎo)致巖石內(nèi)部初始的微裂隙的寬度增加［17］。

對(duì)于脆性巖石而言，巖石破壞過程就是其內(nèi)部裂隙的擴(kuò)展和貫通的演化過程。在應(yīng)力作用下，這些裂隙（或孔洞）端部容易形成拉應(yīng)力集中區(qū)，產(chǎn)生張拉裂紋［18］，其擴(kuò)展方向一般沿著最大主應(yīng)力方向，如圖10所示。

圖10　巖石內(nèi)部裂紋擴(kuò)展圖

由于溫度引起的巖石內(nèi)部裂隙（孔洞）增多或裂隙長(zhǎng)度（孔洞直徑）增加，均使裂隙（孔洞）處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。因而，溫度作用后的大理巖更容易產(chǎn)生張拉裂紋。另一方面，卸圍壓作用下，由于側(cè)向壓力減小，試件容易產(chǎn)生側(cè)向擴(kuò)容變形，也更有利于形成軸向的張拉裂紋。

4　結(jié)　論

（1）200℃作用后大理巖的破裂形式會(huì)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在：在相同的應(yīng)力路徑下，溫度作用后的試件更容易出現(xiàn)張拉破壞特征。單軸試驗(yàn)中，試件是剪切和張拉組合破壞，未受溫度作用試件以剪切破壞為主，而溫度作用后的試件以張拉破壞為主，在常規(guī)三軸試驗(yàn)中，未受溫度作用的試件主要是剪切破壞，包括單剪和共軛剪切，而溫度作用后的試件包括單剪、剪切和張拉組合破壞形式。三軸卸圍壓試驗(yàn)中，未受溫度作用的試件包括單剪、共軛剪切、剪切和張拉組合破壞，而溫度作用后的試件包括單剪、剪切和張拉組合、共軛剪切于張拉組合破壞等形式。

（2）常規(guī)三軸試驗(yàn)中，溫度作用后試件的內(nèi)摩擦角基本沒有變化，而內(nèi)聚力略有增加；三軸卸圍壓試驗(yàn)中，溫度作用后試件的內(nèi)摩擦角有所增加，而內(nèi)聚力則降低。未受溫度作用的試件，三軸卸圍壓相對(duì)于常規(guī)三軸試驗(yàn)，內(nèi)聚力增加，內(nèi)摩擦角降低，而在溫度作用后，則規(guī)律相反。

（3）由于巖石本身的非均質(zhì)性，以及溫度、應(yīng)力路徑的差異等，造成巖石破壞形式比較復(fù)雜，強(qiáng)度離散性較大。Mohr-Coulomb準(zhǔn)則對(duì)于具有復(fù)雜破壞形式的巖石強(qiáng)度的描述存在局限性。用Mogi-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)溫度作用后的大理巖加、卸荷強(qiáng)度進(jìn)行回歸分析比Mohr-Coulomb準(zhǔn)則更合理。

（4）溫度作用后巖石內(nèi)部裂隙（孔隙）等細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的變化，是其破裂形式發(fā)生變化的原因。

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（責(zé)任編輯閆杏麗）

Loading and unloading test on fracture characteristics of marble after heating

LI Hong-guo1，ZHU Da-yong1，YAO Hua-yan1，PAN Peng-zhi2，ZHOU Yu-xin3，WANG Ran4
（1.Anhui Key Laboratory of Structure and Materials in Civil Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China；2.Institute of Rock and Soil Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430071，China；3.State Key Laboratory of Metal Mine Safety and Health，Ma’anshan 243000，China；4.Hefei Construction Quality Supervision Station，Hefei 230001，China）

Abstract：To investigate the influence of temperature on fracture characteristics and strength of marble in Jinping，the uniaxial and triaxial compression，and unloading confining pressure tests on marble samples under natural state and heated at 200℃were carried out.The results show that the thermal treatment has great influence on the failure forms of marble samples.The samples heated at high temperature tend to fail in tension.In uniaxial compression tests，the specimens fail in tension-shear，shear failure is predominant for the natural sample，and tensile failure predominant for the heated sample.In triaxial compression tests，the natural samples fail in shear，but the heated samples fail in simple shear or tension-shear.In unloading confining pressure tests，the natural samples fail in simple shear，conjugate shear and tension-shear，but the heated samples fail in simple shear，tension-shear，and coupling of conjugate shear and tension.For the heated specimens，the inner friction angle is unchanged and cohesion increases slightly in the triaxial compression tests；on the contrary，the inner friction angle increases slightly and cohesion is reduced in unloading confining pressure tests.It is more reasonable for using Mogi-Coulomb failure criterion to analyze loading and unloading strength of the marble samples under natural or heated condition than Mohr-Coulomb criterion.

作者簡(jiǎn)介：李宏國(guó)（1975-），男，河南商城人，博士生，合肥工業(yè)大學(xué)講師；

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51179043）；金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金資助項(xiàng)目（ZDSYS001）

收稿日期：2014-12-16；修回日期：2015-05-05

Doi：10.3969/j.issn.1003-5060.2016.01.021

中圖分類號(hào)：TU45

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-5060（2016）01-0109-07