鄭廣輝， 許金余,2， 王 鵬， 方新宇， 王佩璽， 聞 名

(1.空軍工程大學(xué) 機(jī)場建筑工程系，西安 710038；2.西北工業(yè)大學(xué) 力學(xué)與土木建筑學(xué)院，西安 710072))

不少學(xué)者對(duì)富水環(huán)境下巖石的靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系和動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行過試驗(yàn)及理論研究，并取得了有價(jià)值的成果，在靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系研究方面，吳勇等[1]通過定義浸水時(shí)間為損傷因子，獲得了以浸水時(shí)間為變量的本構(gòu)關(guān)系；劉新榮等[2]研究了砂巖經(jīng)受“飽水-風(fēng)干”循環(huán)作用后抗剪強(qiáng)度的劣化規(guī)律；劉小軍等[3]考慮了水對(duì)淺變質(zhì)板巖蠕變參數(shù)的劣化效應(yīng)，建立了蠕變本構(gòu)關(guān)系式。從以往含水巖石靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系的研究中可以看出：多數(shù)研究是以巖石的某一環(huán)境要素出發(fā)，如以含水率、浸水時(shí)間、飽水度等參量定義損傷因子進(jìn)行研究[4-5]，鮮有研究將巖石的受荷變形作為一種損傷因子來進(jìn)行考慮，而僅將材料在力學(xué)試驗(yàn)中的響應(yīng)作為巖石力學(xué)性質(zhì)的展現(xiàn)。但事實(shí)上，巖石的損傷貫穿于其經(jīng)歷的每個(gè)階段，巖石的受荷變形也應(yīng)作為損傷累積過程被納入巖石的本構(gòu)關(guān)系當(dāng)中。

在含水孔隙類材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的研究方面，對(duì)含水混凝土的研究較多，也取得了不少成果[6-7]，而對(duì)于含水巖石的研究還比較少，少有的含水巖石動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)研究也局限于低應(yīng)變率或者單一含水率，如田象燕等[8]在應(yīng)變率為10-5、10-3和10-2s-1時(shí)研究了孔隙流體對(duì)巖石變形和強(qiáng)度的影響；王斌等[9]在應(yīng)變速率為100～101s-1的加載條件下研究了飽和巖石的力學(xué)性質(zhì)。

本文基于電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)和φ100 mm SHPB試驗(yàn)平臺(tái)，分別對(duì)不同飽水度紅砂巖試樣進(jìn)行靜態(tài)壓縮試驗(yàn)和六種沖擊彈速下的沖擊試驗(yàn)，基于宏觀唯象損傷力學(xué)概念和Lemairte損傷模型，建立了紅砂巖唯象性、分段式的水軟化-應(yīng)變損傷靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系，并利用所得本構(gòu)關(guān)系對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了合理分析；在沖擊試驗(yàn)中，研究了紅砂巖的強(qiáng)度、變形性質(zhì)與飽水度、應(yīng)變率的相關(guān)關(guān)系，探究了孔隙水-動(dòng)力耦合作用對(duì)紅砂巖力學(xué)參數(shù)的影響及機(jī)理，所得成果對(duì)揭示富水環(huán)境下工程巖體災(zāi)害發(fā)生機(jī)制和防治很有意義。

1 試樣概況

飽水度表征了巖樣的吸水飽和程度，反映了含水量的多少，在一定程度上包含了巖樣的孔隙信息，是一個(gè)介于0～1之間的參數(shù)，適用于工程應(yīng)用，本試驗(yàn)選用飽水度作為試樣的分類標(biāo)準(zhǔn)，其計(jì)算式為：

(1)

式中：a為飽水度；m為巖樣質(zhì)量；md為干燥質(zhì)量；ms為含水質(zhì)量。

試驗(yàn)所用巖石材料為取自云南迪慶地區(qū)的新鮮紅砂巖，經(jīng)鑒定，其礦物成分包括81%石英、13%長石、3%方解石，以及少量伊利石、綠泥石和赤鐵礦；依據(jù)《GBT 50266—2013工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[10]和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究成果[11]，分別確定靜、動(dòng)態(tài)試樣尺寸為φ50 mm×100 mm和φ96 mm×48 mm，加工完成后試樣的外形、尺寸精度符合試件制備要求。

圖1 靜、動(dòng)態(tài)原始試樣Fig.1 Static and dynamic original samples

試樣飽水度設(shè)定為四個(gè)等級(jí)，依據(jù)處理方法可歸類為干燥試樣、自然試樣、吸水試樣和飽水試樣；經(jīng)測量，自然狀態(tài)下試樣的平均飽水度為0.43；參照文獻(xiàn)[10]吸水性試驗(yàn)規(guī)程，將部分自然試樣置于1 071℃電熱鼓風(fēng)箱烘干24 h，制得飽水度為0的干燥試樣；將部分干燥處理后的試樣放入水槽，注水至試樣高度的1/4處，以后每隔2 h加入1/4試樣高度的水，直到試樣完全浸沒，然后任由試樣自由吸水48h，最終制得平均飽水度為0.7的吸水試樣；在水面始終高于試樣的沸煮容器內(nèi)，將部分吸水試樣沸煮6 h，制得飽水度約為1的飽水試樣。

為了盡量避免偶然因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響，在試樣制備過程中，對(duì)巖樣進(jìn)行基本的物理、水理參數(shù)測量和原始損傷的超聲波檢測，淘汰原始參數(shù)離散性較大的試樣[12]。表1所示為試樣基本物理水理參數(shù)的平均值。

表1 試樣的基本物理參數(shù)均值

每種飽水度條件下設(shè)置3個(gè)試樣，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行篩選，剔除離散性較大的數(shù)據(jù)，結(jié)果取均值。從最后得到的試驗(yàn)結(jié)果來看，數(shù)據(jù)離散性小，可信度高，具有一定代表性。

2 靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系研究

靜態(tài)壓縮試驗(yàn)是材料力學(xué)試驗(yàn)中最為常規(guī)的一種，在該試驗(yàn)條件下得到的強(qiáng)度、變形參數(shù)對(duì)巖石在各種賦存環(huán)境、加載條件下的力學(xué)性質(zhì)具有基礎(chǔ)性參考價(jià)值，因此，基于電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)以20 kN/min的加載方式進(jìn)行了靜態(tài)抗壓試驗(yàn)。

圖2 單軸靜態(tài)壓縮試驗(yàn)Fig.2 Uniaxial static compression test

巖石所呈現(xiàn)出的力學(xué)性質(zhì)與本身損傷的產(chǎn)生和累積密切相關(guān)，分析以往巖石類材料力學(xué)性質(zhì)的研究可以得到，巖石的損傷主要發(fā)生在自然賦存階段和受荷工作階段。其中，在自然狀態(tài)下的損傷，主要指巖石在不同賦存環(huán)境下發(fā)生的物質(zhì)交換、狀態(tài)變化等引起的損傷；受荷工作狀態(tài)下的損傷，主要是指巖石承受荷載過程中發(fā)生的損傷。巖石在自然狀態(tài)下的損傷，應(yīng)側(cè)重于對(duì)材料的原始形態(tài)、基本物理參數(shù)與巖石力學(xué)參數(shù)之間關(guān)系的研究；工作狀態(tài)下的損傷，應(yīng)側(cè)重于對(duì)應(yīng)變引起的巖石損傷的研究。因此，本文將從環(huán)境因素致傷和應(yīng)變致傷兩個(gè)方面進(jìn)行不同飽水度紅砂巖的損傷本構(gòu)關(guān)系研究。

2.1 巖石的水軟化作用分析

表2為不同飽水度紅砂巖靜態(tài)壓縮彈性模量平均值，為了將飽水度與巖石的強(qiáng)度、變形性能聯(lián)系起來，進(jìn)而得出水軟化損傷變量，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過擬合得到彈性模量與飽水度的線性關(guān)系：

E(a)=6.29-2.98a,R=0.97

(2)

式中：a為飽水度。

表2 不同飽水度紅砂巖彈性模量

根據(jù)宏觀唯象損傷力學(xué)概念，將水對(duì)巖石的軟化變量D(a)定義為：

D(a)=1-[E(a)/E0]

(3)

式中：E(a)為各飽水度紅砂巖彈性模量；E0為飽水度為0時(shí)的彈性模量。

由式(2)和(3)可得：

D(a)=0.022+0.463a

(4)

由式(4)可以看出，水對(duì)巖石的軟化變量隨著飽水度的增大而增大。

2.2 巖石的應(yīng)變損傷演化分析

巖石在其經(jīng)歷的每一個(gè)階段，均會(huì)發(fā)生不同程度的損傷，一般情況下，最為劇烈的損傷正是發(fā)生在承受荷載、產(chǎn)生應(yīng)變的過程中。

在實(shí)際情況下，當(dāng)巖石承受峰值應(yīng)力時(shí)，巖石內(nèi)部就已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重?fù)p傷，隨時(shí)會(huì)導(dǎo)致整體破壞，同樣，在液壓伺服試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行室內(nèi)壓縮試驗(yàn)時(shí)可以觀測到，當(dāng)荷載到達(dá)峰值應(yīng)力時(shí)試樣不僅發(fā)生劇烈變形、產(chǎn)生破壞性的開裂，同時(shí)還伴有較大的試樣碎裂的聲音，從一定意義上講，峰值應(yīng)力是試樣發(fā)生整體破壞的閾值，因此，對(duì)巖石峰前應(yīng)力-應(yīng)變曲線的研究具有重要的理論意義。從以往的研究中可以認(rèn)識(shí)到，巖石在承受峰值應(yīng)力之后仍然具有一定的承載能力，但這種承載能力是巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生整體破壞后的性質(zhì)，穩(wěn)定性差；同時(shí)，基于室內(nèi)試驗(yàn)得出的應(yīng)力-應(yīng)變曲線峰前段具有巖塊整體性質(zhì)，而峰后段具有碎塊集體性質(zhì)，即試樣在承受峰值應(yīng)力之前是一個(gè)巖塊，而承受峰值應(yīng)力之后，試樣碎裂為多個(gè)碎塊，其表現(xiàn)出的承載能力與多碎塊之間的摩擦咬合、隨機(jī)配合有較大關(guān)聯(lián)，因此，一般室內(nèi)試驗(yàn)得出的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于研究巖石材料應(yīng)力-應(yīng)變峰后曲線具有較大局限性。這種多碎塊摩擦聯(lián)結(jié)屬性導(dǎo)致峰后應(yīng)力-應(yīng)變曲線受干擾因素多，趨勢(shì)多變，在進(jìn)行分析時(shí)，峰后數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)理論分析產(chǎn)生明顯影響，導(dǎo)致所得本構(gòu)理論參數(shù)對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線峰前段的擬合度降低。基于實(shí)用性和準(zhǔn)確性考慮，本文只對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的峰前段進(jìn)行分析。

根據(jù)Lemairte損傷模型，巖石在單軸壓縮時(shí)以應(yīng)變表示的損傷演化方程可以表示為：

(5)

則根據(jù)一維線彈性定律和等效應(yīng)變假設(shè)，考慮應(yīng)變損傷的一維線彈性定律可表示為：

(6)

圖3 巖石應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€細(xì)觀機(jī)制Fig.3 Meso-mechanism of rock stress and strain curve

經(jīng)典應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€[13]反映了巖石類材料受荷變形過程中的一般規(guī)律(見圖3)，從中分析可知，階段Ⅰ主要發(fā)生原始裂隙的擠壓閉合，階段Ⅱ主要發(fā)生材料的彈性變形，階段Ⅲ主要表現(xiàn)為微裂紋穩(wěn)定發(fā)展，階段Ⅳ主要表現(xiàn)為非穩(wěn)定破裂發(fā)展。由此可以認(rèn)為：階段Ⅰ中之所以應(yīng)變?cè)龃?，主要是由于裂隙孔洞的閉合，固體結(jié)構(gòu)本身并未因應(yīng)變?cè)黾佣馐軗p傷，而在后續(xù)階段中，由于巖石礦物顆粒本身直接發(fā)生錯(cuò)位、變形，因而導(dǎo)致?lián)p傷的產(chǎn)生。這與高瑋等[14]基于最小耗能原理得到的損傷演化結(jié)論相類似，即巖石的損傷發(fā)育存在門檻值εs，在門檻值之前，巖石處于線彈性狀態(tài)，εs計(jì)算式如下：

(7)

式中:εm、σmax分別為峰值應(yīng)變和峰值應(yīng)力；Ea在原文中為損傷后彈性模量，本文取不同飽水度紅砂巖彈性模量。

基于以上分析，考慮應(yīng)變損傷的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可以表示為以下形式：

(8)

式中：εa、σa分別為裂隙擠壓閉合結(jié)束時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值和應(yīng)力值；εb為引起損傷的應(yīng)變，其值為ε與εa之差。

2.3 巖石的水軟化-應(yīng)變損傷本構(gòu)關(guān)系

圖4為基于電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)，對(duì)四種飽水度紅砂巖試樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)所得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，根據(jù)前文分析，僅對(duì)峰前曲線進(jìn)行研究，即εm(1+5%)應(yīng)變段所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，εm為峰值應(yīng)變。

圖4 不同飽水度下紅砂巖模型曲線和試驗(yàn)曲線Fig.4 Model curve and test curveof red sandstone under different saturation

根據(jù)式(7)計(jì)算得到四種飽水度紅砂巖的損傷門檻值為3～3.7×10-3，但觀察圖2容易得到，應(yīng)力-應(yīng)變曲線在ε=6.64×10-3時(shí)存在明顯拐點(diǎn)，可以認(rèn)為，在此之前試樣處在受荷變形階段Ⅰ，本著以試驗(yàn)現(xiàn)象為主的思想，加之巖石是典型的非線性、非均質(zhì)材料，在不同的賦存環(huán)境下，巖石性質(zhì)參數(shù)也存在很大差異，因此，認(rèn)為試樣應(yīng)變小于6.64×10-3時(shí)，四種飽水度紅砂巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以用線性關(guān)系來近似描述；而當(dāng)應(yīng)變大于6.64×10-3時(shí)，用含有應(yīng)變損傷因子的式(8)來描述應(yīng)力-應(yīng)變曲線。即本文在處理時(shí)，將大于6.64×10-3的應(yīng)變視為引起巖石損傷的應(yīng)變，而不是從應(yīng)變產(chǎn)生之初就引起巖石的損傷。

因此，根據(jù)式(3)、式(5)及式(8)可以得到分段式水軟化-應(yīng)變損傷的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系：

(9)

式中參數(shù)含義與前文相同。

從不同飽水度紅砂巖應(yīng)力-應(yīng)變模型曲線和試驗(yàn)曲線(圖4)可以得到，本文所提出的水軟化-應(yīng)變損傷本構(gòu)關(guān)系，對(duì)實(shí)測曲線具有良好的適應(yīng)性，但由于巖石屬于典型的非線性、非均質(zhì)材料，本身具有極大的不確定性[15]，僅考慮水的軟化作用和應(yīng)變損傷的本構(gòu)關(guān)系雖簡單實(shí)用，但也難以完全準(zhǔn)確地反映其力學(xué)性質(zhì)，因此，在進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合、求參時(shí)不可避免地表現(xiàn)出一定的不適應(yīng)性，即模型曲線與試驗(yàn)曲線尚存在一定偏差。

表3 不同飽和度紅砂巖本構(gòu)模型參數(shù)

圖5 峰值應(yīng)變與隨飽水度變化趨勢(shì)Fig.5 The trend of peak stress andwith different degree of saturation

3 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究

沖擊試驗(yàn)在φ100 mm SHPB試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行，壓桿材料為48CrMoA高強(qiáng)度合金，彈性模量為210 GPa,泊松比為0.25～0.3，密度為7 850 kg/m3，打擊桿長0.5 m，入射桿長4.5m，透射桿長2.5 m。為減小沖擊過程中端面摩擦對(duì)試樣產(chǎn)生的類似環(huán)箍效應(yīng)，在入射桿和透射桿端面均勻涂抹潤滑油薄層；在試驗(yàn)中采用波形整形技術(shù)[16]，選取T2紫銅片作為波形整形材料，以保證沖擊試驗(yàn)的有效性。

沖擊作用是巖石在極短的時(shí)間內(nèi)遭受的壓縮作用，呈現(xiàn)出與靜態(tài)力學(xué)性質(zhì)的明顯差異，其中最顯著的就是力學(xué)性質(zhì)的率效應(yīng)。對(duì)于含水巖石，水對(duì)巖石既存在礦物軟化作用，又在不同應(yīng)變率下對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)產(chǎn)生影響，有必要進(jìn)行研究討論。

圖6 φ100 mm SHPB 裝置Fig.6 SHPB test apparatus with bar of φ 100 mm

3.1 不同飽水度紅砂巖峰值應(yīng)力

從圖7(a)可以看出，在125 s-1～475 s-1應(yīng)變率范圍內(nèi)，四種飽水度紅砂巖峰值應(yīng)力均隨應(yīng)變率的增大而增大；其中，隨應(yīng)變率的增大，σ0、σ0.43、σ0.71的增長速度相近，σ1的增長相對(duì)較快；當(dāng)紅砂巖的應(yīng)變率小于315 s-1時(shí)，同一應(yīng)變率下σ0>σ0.43>σ0.71>σ1，當(dāng)應(yīng)變率大于315 s-1時(shí)，隨著應(yīng)變率的增長，σ1接連超過σ0.71和σ0.43，但始終小于σ0。

3.2 不同飽水度紅砂巖峰值應(yīng)變

由靜壓峰值應(yīng)變與飽水度的關(guān)系(見圖5)可以發(fā)現(xiàn)，在靜態(tài)壓縮條件下，ε0≈ε1>ε0.71>ε0.43；由峰值應(yīng)變-應(yīng)變率曲線圖(見圖7(b))也可得到，含水紅砂巖(a>0)在同一應(yīng)變率下的峰值應(yīng)變呈現(xiàn)出與靜態(tài)試驗(yàn)相一致的現(xiàn)象，即峰值應(yīng)變隨飽水度的增大而增大ε1>ε0.71>ε0.43，但隨著應(yīng)變率的增大，干燥紅砂巖(a=0)的峰值應(yīng)變逐漸小于含水試樣(a>0)。同時(shí)還可以得到，無論是否含水，同一飽水度試樣的峰值應(yīng)變均隨著應(yīng)變率的增大而增長，呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率效應(yīng)。

(a)峰值應(yīng)力-應(yīng)變率

(b)峰值應(yīng)變-應(yīng)變率

(c)峰值模量-應(yīng)變率

3.3 不同飽水度紅砂巖峰值模量

沖擊作用對(duì)巖石的損傷發(fā)生在極短的時(shí)間內(nèi)，屬于瞬間性質(zhì)的破壞，一般為不可恢復(fù)過程，由于沖擊試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線存在較大波動(dòng)，根據(jù)彈性模量的計(jì)算方法[10](見圖8)，導(dǎo)致彈性模量取值也存在很大的不確定性，另一方面，如圖8所示，峰值模量表征裂隙壓密階段Ⅰ、彈性變形階段Ⅱ、微裂紋穩(wěn)定發(fā)展階段Ⅲ和非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段Ⅳ總體的變形難易程度，更能反映材料在喪失整體承載能力之前抵抗變形的能力，因此，沖擊作用下峰值模量比彈性模量更具有研究價(jià)值。

圖8 峰值模量與彈性模量計(jì)算方法(Et、Ee分別表示峰值模量和彈性模量)Fig.8 Calculation method of peak modulus and elastic modulus

圖7(c)為不同飽水度下峰值模量與應(yīng)變率的關(guān)系曲線，其中飽水度為1的試樣的峰值模量增長最快，在同一種飽水度下，峰值模量均隨著應(yīng)變率的增長而增長，可以用線性關(guān)系進(jìn)行描述：

(12)

3.4 不同飽水度紅砂巖沖擊力學(xué)性質(zhì)分析

當(dāng)應(yīng)變率較低時(shí)，試驗(yàn)所得力學(xué)參數(shù)更多地反映巖石基本物理力學(xué)性質(zhì)，而隨著應(yīng)變率的逐漸增大，孔隙水、孔隙結(jié)構(gòu)以及材料基體之間的耦合作用將發(fā)生一系列變化，結(jié)合以上試驗(yàn)現(xiàn)象，具體分析是由于：

(1)水對(duì)紅砂巖的軟化作用隨著飽水度的升高而愈加明顯，但當(dāng)應(yīng)變率較高時(shí)，試樣孔隙水將產(chǎn)生黏結(jié)力F[7](見(式10))和Stefan效應(yīng)阻力F′[6](見式(11))，由式(10)、(11)可知，孔隙水體積越大，則黏聚力越強(qiáng)，而材料應(yīng)變率越大，Stefan效應(yīng)引發(fā)的抑裂阻力越大，抑制了損傷的發(fā)育，從而影響了巖石的強(qiáng)度、變形性質(zhì)；

(10)

式中：V為孔隙液體體積；γ為表面能；ρ為水的彎月面半徑；θ為濕潤角。

(11)

式中：η為裂隙液體黏度;r為中間充盈有黏性液體的兩圓形平板的半徑;v為圓形平板抽離的相對(duì)速度;h為兩圓形平板的間距。

(2)在水-巖-力的響應(yīng)體系中，既存在水對(duì)巖石的軟化作用，同時(shí)也存在應(yīng)變率、孔隙水、巖石結(jié)構(gòu)之間的動(dòng)力耦合強(qiáng)化反應(yīng)，這兩種作用始終存在，但隨著應(yīng)變率的變化，兩種作用的效能發(fā)揮有所浮動(dòng)，因此出現(xiàn)了以上試驗(yàn)現(xiàn)象，即：對(duì)于峰值應(yīng)力和峰值模量，在飽水度為0.71之前，水的軟化作用更為明顯，而當(dāng)飽水度為1時(shí)，耦合強(qiáng)化作用逐漸加強(qiáng)；對(duì)于峰值應(yīng)變，在同一應(yīng)變率下，水對(duì)巖石的軟化作用相對(duì)于應(yīng)變率較小時(shí)更加明顯，導(dǎo)致試樣更加容易變形。

4 結(jié) 論

通過探究飽水度與彈性模量的關(guān)系，得出與飽水度相關(guān)的軟化變量，基于Lemairte損傷模型，引進(jìn)巖石的應(yīng)變損傷因子，之后得到靜態(tài)壓縮狀態(tài)下，紅砂巖分段式水軟化-應(yīng)變損傷本構(gòu)關(guān)系，最后利用所得本構(gòu)關(guān)系，對(duì)不同飽水度紅砂巖靜態(tài)壓縮試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了合理分析；對(duì)四種飽水度紅砂巖進(jìn)行不同應(yīng)變率下的沖擊試驗(yàn)，探究了不同飽水度紅砂巖力學(xué)性質(zhì)的應(yīng)變率效應(yīng)及其機(jī)理，主要結(jié)論如下：

(1)以彈性模量為衡量標(biāo)準(zhǔn)，水對(duì)紅砂巖的軟化作用隨著飽水度的增大而增大。

(2)在應(yīng)變小于6.64×10-3時(shí)，試樣原始裂隙擠壓閉合，材料本身并未因應(yīng)變?cè)黾佣l(fā)生損傷，在后續(xù)加載中，巖石礦物顆粒本身直接發(fā)生變形，導(dǎo)致?lián)p傷的產(chǎn)生，基于此結(jié)論得出的分段式水軟化-應(yīng)變損傷本構(gòu)關(guān)系具有良好的適應(yīng)性。

(4)各飽水度紅砂巖均呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變和峰值模量均隨應(yīng)變率增大而增大。

(5)在水-巖-力的響應(yīng)體系中，水對(duì)巖石的軟化作用和應(yīng)變率、孔隙水、巖石結(jié)構(gòu)之間的動(dòng)力耦合強(qiáng)化作用始終存在，但隨著應(yīng)變率的變化，兩種效能的體現(xiàn)有所浮動(dòng)，進(jìn)而影響紅砂巖性能。