温湿循环条件下圆环花岗岩径向压缩力学特征试验研究

【摘要】 采用加热处理圆环花岗岩,降温并浸入不同温度水中养护,模拟地热能开采时井筒围岩经历的环境变化,开展温湿循环条件下圆环花岗岩的径向压缩试验研究。研究结果表明:圆环花岗岩的变形特征受内径、加热温度、养护水温、采热循环次数的影响,其荷载–位移曲线常出现上凹段–直线段–平台段和断崖下降段。大内径、高温加热、高水温养护、采热循环次数增多都弱化了圆环花岗岩承受径向荷载的能力。圆环花岗岩是在拉伸应力效应下产生破坏的,且最先起裂的位置是沿加载方向的圆环内壁,然后扩展至圆环外壁,导致整个结构失稳破坏。基于圆环花岗岩的变形破坏特征,发现最大拉伸应变可作为圆环花岗岩破坏判定的参量,进而在一定假设条件的基础上建立圆环花岗岩的破坏判据,并以不同内径圆环岩样在径向荷载作用下发生破坏时的内壁、外壁应变进行了验证。