循环围压作用下盐岩的变形特性

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作者 范金洋 吴济涛 +2 位作者 杨镇宇 刘立超 文沛然 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第5期1797-1804,共8页

盐穴储存天然气的过程中围岩长期处于蠕变和疲劳的状态,盐穴产生大量的塑性变形和体积收缩。为研究盐岩在循环围压作用下的变形特性,开展了盐岩分级循环围压试验,研究了轴向力、围压上下限对盐岩变形的影响,分析了分级循环围压过程盐岩... 盐穴储存天然气的过程中围岩长期处于蠕变和疲劳的状态,盐穴产生大量的塑性变形和体积收缩。为研究盐岩在循环围压作用下的变形特性,开展了盐岩分级循环围压试验,研究了轴向力、围压上下限对盐岩变形的影响,分析了分级循环围压过程盐岩弹性变形、残余应变及残余应变占比的变化规律。结果表明:(1)在分级循环围压试验过程中,盐岩弹性模量并不会发生改变,当围压上下限比较低时,盐岩疲劳变形过程会暂时进入加速阶段,并且也会出现轴向力上升后累计残余应变突降的现象;(2)盐岩残余应变及残余应变占比随循环次数增加、轴向力减小、围压上下限增大而减小。残余应变和残余应变占比主要受到轴向力和围压上限影响,而轴向力对于盐岩残余应变的影响是线性的。 展开更多

关键词 安全工程 盐穴储气库 分级循环围压 疲劳变形 残余应变

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蠕变损伤煤岩分段增幅循环劣化机制

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作者 李杨杨 张士川 +3 位作者 沈宝堂 许亚栋 党金铭 侯嘉琦 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期64-76,共13页

受开挖影响,深部煤岩在高应力长时作用下产生明显的蠕变损伤,在工作面采动作用下已蠕变损伤的煤体突变失稳诱发冲击地压灾害,给深部煤柱安全回采造成了严重威胁。基于长时蠕变-循环载荷-卸围压试验,研究了初始蠕变损伤与循环载荷叠加作... 受开挖影响,深部煤岩在高应力长时作用下产生明显的蠕变损伤,在工作面采动作用下已蠕变损伤的煤体突变失稳诱发冲击地压灾害,给深部煤柱安全回采造成了严重威胁。基于长时蠕变-循环载荷-卸围压试验,研究了初始蠕变损伤与循环载荷叠加作用下煤岩劣化特性的演化规律,分析了循环载荷下不同应力区间煤岩的强度特征及累积损伤特性,探究了循环载荷次数对煤岩蠕变损伤效应的组合作用机制,揭示了蠕变损伤效应下煤岩变形破坏过程中能量的转化机理。结果表明:煤岩在循环载荷低应力区间内受蠕变预损伤效应影响较小,随应力水平区间的上升,煤岩的长时损伤越大且非线性劣化越明显,失稳后的破裂程度越剧烈;当蠕变应力处于弹性阶段内,蠕变可使经历周期载荷煤样在强化到劣化之间存在时长不超过16 h,在高应力区间内劣化作用才得到显著呈现;循环加卸载后期,加卸载变形模量随循环次数剧烈波动,不可逆形变稳定增加,预示煤样处于即将失稳破坏的“临界点”。基于损伤力学理论创建了蠕变与循环载荷叠加作用损伤演化模型,结合试验结果发现长时蠕变后的煤样因内部劣化程度较高,储存的能量较少,应力释放有所缓和,突变失稳现象不明显;煤样储能能力的大小在蠕变损伤时长方面同样存在“临界点”,较长的蠕变损伤时长可使试样存储的可释放弹性能减小,在一定程度上延缓了弹性能的释放,减小了发生动力灾害破坏的范围。研究成果将对减少遗煤长时蠕变诱冲灾害,提高采空区遗煤回采效率,推动矿区生态文明建设具有重要的工程意义。 展开更多

关键词 蠕变 循环载荷 卸围压 损伤煤岩 非线性劣化

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考虑循环围压和加载频率影响的间歇循环荷载作用下软黏土变形特性试验研究

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作者 黄珏皓 钟宇 +3 位作者 吴佳明 孟超 陈健 付晓东 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期46-50,共5页

列车运行时,下卧土体会经历循环加载和间歇停振阶段,间歇停振阶段的存在会影响土体力学性质。在循环加载阶段,交通荷载引起的土单元应力场中,轴向偏应力和围压循环变化,土体响应频率也不断变化。因此,通过对软黏土开展循环三轴试验,研... 列车运行时,下卧土体会经历循环加载和间歇停振阶段,间歇停振阶段的存在会影响土体力学性质。在循环加载阶段,交通荷载引起的土单元应力场中,轴向偏应力和围压循环变化,土体响应频率也不断变化。因此,通过对软黏土开展循环三轴试验,研究了间歇循环荷载作用下软黏土变形特性,分析了循环加载阶段循环围压和加载频率对软黏土累积轴向变形影响。结果表明,不同试验条件下各加载阶段产生的累积轴向应变增量均随加载阶段而减小,且应变增量的衰减程度与循环围压和加载频率有关,即循环围压的存在使试样各加载阶段产生的累积轴向应变增量衰减程度更为明显,且加载频率越大对应的应变增量衰减程度愈剧烈;与此同时,不同试验条件下应变增量的差异性在第1加载阶段中最为显著,即应变增量随循环围压和加载频率的增大而减小,但这一应变增量差异性在后续加载阶段中则可以忽略不计。结合上述试验结果,提出了一个考虑循环围压和加载频率影响的计算间歇循环荷载作用下软黏土累积应变表达式,且预测结果与实测值较为吻合。上述研究成果有助于加深对间歇循环荷载作用下软黏土动力特性的认知,也可为交通工程的设计工作提供一定技术支撑。 展开更多

关键词 间歇循环荷载 循环围压 加载频率 软黏土 变形特性

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三轴循环荷载下珊瑚砾块灰岩力学特性试验

4

作者 蒋雪 孟庆山 +1 位作者 王志兵 李浩明 《桂林理工大学学报》 北大核心 2025年第2期199-205,共7页

为探究循环荷载作用下珊瑚砾块灰岩的力学特性,使用电液伺服三轴试验系统(MTS 815.03)对珊瑚砾块灰岩进行1、2、4、8 MPa下的静态三轴压缩试验与三轴循环荷载试验,从珊瑚砾块灰岩试样应力-应变曲线形态、强度特性及破坏模式等方面进行... 为探究循环荷载作用下珊瑚砾块灰岩的力学特性,使用电液伺服三轴试验系统(MTS 815.03)对珊瑚砾块灰岩进行1、2、4、8 MPa下的静态三轴压缩试验与三轴循环荷载试验,从珊瑚砾块灰岩试样应力-应变曲线形态、强度特性及破坏模式等方面进行了分析。结果表明:围压对珊瑚砾块灰岩存在明显的强化作用,随着围压增大,珊瑚砾块灰岩的峰值强度、残余强度、体积应变明显增大,珊瑚砾块灰岩强度符合Mohr-Coulomb强度准则;三轴及循环荷载作用下珊瑚砾块灰岩破坏后均保持较高的残余强度;在初始较低循环荷载作用下,珊瑚砾块灰岩内部原生孔隙逐渐闭合,过渡到弹性变形阶段与裂纹扩展阶段,随荷载等级升高,裂纹加速演化,岩样逐渐失稳破坏;随着围压和加载频率的增大,破坏模式由劈裂-剪切破坏逐渐向单斜面剪切破坏形式过渡。 展开更多

关键词 珊瑚砾块灰岩 三轴循环荷载 加载频率 围压 岩石力学

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循环冲击下平行裂隙砂岩动态破坏的围压效应

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作者 李欣倡 张智宇 +1 位作者 刘浩杉 陈成志 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第2期328-338,共11页

在自然环境下,岩体通常包含多个裂隙,其中部分裂隙呈平行分布。在地下工程中,这些裂隙岩体不仅受到自重等静荷载作用,还持续受到凿岩、爆破等动荷载的影响,岩体稳定性面临严峻挑战。为此,利用分离式霍普金森压杆对平行裂隙砂岩开展不同... 在自然环境下,岩体通常包含多个裂隙,其中部分裂隙呈平行分布。在地下工程中,这些裂隙岩体不仅受到自重等静荷载作用,还持续受到凿岩、爆破等动荷载的影响,岩体稳定性面临严峻挑战。为此,利用分离式霍普金森压杆对平行裂隙砂岩开展不同围压(4,8,12,16,20 MPa)条件下的循环冲击试验,并对其动力学特性、能量耗散及损伤演化规律进行了研究。结果表明:在围压一定的情况下,平行裂隙砂岩的动态峰值应力随循环冲击次数的增加而持续降低,二者呈现显著的线性负相关关系。随着围压的升高,相同循环次数下的裂隙砂岩峰值应力先增大后减小,达到破坏所需的循环冲击次数也呈现先增加后减少的趋势,其中12 MPa围压下裂隙砂岩破坏所需的循环次数最多。在循环冲击过程中,反射能占比不断降低,从最高的27%降至12%,降低了15%;透射能占比则不断升高,从最低的41%提升至55%,增加了14%;吸收能占比始终保持在33%~35%之间,受围压和循环次数的影响较小。此外,裂隙砂岩累积损伤程度随循环冲击的进行逐渐加剧,在围压为4~16 MPa条件下累积损伤的最大值为0.137~0.165,其中围压为4 MPa时累积损伤最大(0.165),围压为20 MPa时累积损伤最小(0.092)。在循环冲击过程中,初始冲击阶段和临近破坏阶段的损伤累积速度显著加快,单次冲击对砂岩的损伤作用较大。 展开更多

关键词 霍普金森压杆 平行裂隙砂岩 围压 循环冲击 动力学特性 损伤规律

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各向异性层状千枚岩渗透率及有效孔隙率试验研究 被引量：3

6

作者 王伟 陈超维 +3 位作者 刘世藩 曹亚军 段雪雷 聂文俊 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期445-451,共7页

采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同... 采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同时,岩样的初始气体渗透率k0随着层理倾角β的增大呈“W”型变化,在β=45°时取最大值;在围压循环加卸载过程中,气体渗透率先随围压的加载而减小,后随围压的卸载而增大,卸载时的气体渗透率小于加载时的渗透率;层状千枚岩有效孔隙率和气体渗透率呈指数关系;平行于层理方向的气体渗透率远大于垂直于层理方向的气体渗透率;岩样有效孔隙率和气体渗透率随偏应力变化经历初始压密阶段、线弹性阶段和塑性变形阶段,随着偏应力的增大,岩样有效孔隙率和气体渗透率先减小,接着保持稳定,最后快速增大,并在岩样应力-应变曲线斜率接近于0时达到最大值。 展开更多

关键词 层状岩石 各向异性 气体渗透率 有效孔隙率 常规三轴压缩 围压循环加卸载

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分级循环卸-加围压下粉砂岩的力学特征

7

作者 苗胜军 段懿轩 +1 位作者 刘春康 卢新爱 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期1-8,共8页

针对不同的实际工程,开展不同应力路径的试验来研究岩体的力学特性是解决实际问题的关键。为研究粉砂岩在围压循环卸-加载特殊应力路径下的力学特征,采用MTS815岩石力学测试系统开展不同轴力水平下分级循环卸-加载围压试验,研究不同轴... 针对不同的实际工程,开展不同应力路径的试验来研究岩体的力学特性是解决实际问题的关键。为研究粉砂岩在围压循环卸-加载特殊应力路径下的力学特征,采用MTS815岩石力学测试系统开展不同轴力水平下分级循环卸-加载围压试验,研究不同轴力水平下轴、环向塑性应变及弹性模量的演化特征,并结合耗散能量的计算,分析能量演化与试件变形破坏之间的关系。结果表明:随着循环次数的增加,滞回环向应变增大方向移动,卸-加围压下应力-应变曲线逐渐闭合,滞回环间距整体表现为由“疏”到“密”的变化特征;单一变量时,围压卸载等级越低弹性模量越低,轴力水平越低弹性模量越高,弹性模量受轴力水平和围压卸载等级两种参量共同作用;单次循环中环向塑性应变在数值上总是大于对应的轴向塑性应变,循环卸-加围压特殊应力路径下,高轴力水平下岩石抵抗塑性变形的能力要强于低轴力水平;岩石破坏最终所耗散的总能量与轴力水平一定程度上呈线性正相关。 展开更多

关键词 粉砂岩 循环卸-加围压 塑性应变 耗散能量 岩石力学 应力路径

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循环荷载作用下干燥与饱和泥质粉砂岩变形特性及其能量演化规律

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作者 吴鹏 陈健 +1 位作者 付晓东 黄珏皓 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期195-207,共13页

泥质粉砂岩是岩土工程中常见的亲水性岩石,受水和循环荷载作用力学特性变化显著。因此,系统地研究不同干湿条件下泥质粉砂岩在循环荷载作用下的力学行为对指导工程设计、提高灾害预报的准确性具有重要意义。对湖北十堰泥质粉砂岩干燥与... 泥质粉砂岩是岩土工程中常见的亲水性岩石,受水和循环荷载作用力学特性变化显著。因此,系统地研究不同干湿条件下泥质粉砂岩在循环荷载作用下的力学行为对指导工程设计、提高灾害预报的准确性具有重要意义。对湖北十堰泥质粉砂岩干燥与饱和试样进行了不同频率和围压下的三轴循环加载试验,对比分析了干燥与饱和试样的强度与变形特性以及频率和围压对其力学特性的影响,并从能量角度阐明了泥质粉砂岩在循环荷载下的力学机制。结果表明:(1)与干燥试样相比,饱和试样强度和模量明显下降,滞回圈向应变增大方向移动更明显;(2)干燥试样变形随频率增加较小,而频率增加则会明显加速饱和试样的劣化;(3)较小的围压可限制饱和试样裂隙发展,但围压过大则会加速饱和试样破坏;(4)高频下干燥试样能量消耗率与耗散能小于低频情况,饱和后耗散能随频率增大而增加,低围压下饱和试样耗散能基本不变,围压较大时耗散能增加显著;(5)围压增加,干燥试样破坏形态变为共轭剪切破坏,饱和试样破坏面角度增大。 展开更多

关键词 循环荷载 频率 围压 泥质粉砂岩 饱和

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不同排水条件间歇循环荷载作用下软黏土变形特性试验研究

9

作者 黄珏皓 徐临风 +3 位作者 卢渊 晏文隆 陈健 付晓东 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期92-96,共5页

以往研究中通常采用间歇加载循环三轴试验来研究交通荷载作用下软黏土的变形特性。但交通荷载引起的土单元应力场中,水平应力和轴向应力循环变化。而且在循环加载阶段和间歇停振阶段,土体孔隙水均可以排出。因此,通过对软黏土开展两类... 以往研究中通常采用间歇加载循环三轴试验来研究交通荷载作用下软黏土的变形特性。但交通荷载引起的土单元应力场中,水平应力和轴向应力循环变化。而且在循环加载阶段和间歇停振阶段,土体孔隙水均可以排出。因此,通过对软黏土开展两类循环三轴试验,即不排水和部分排水条件下的间歇加载循环三轴试验,研究了间歇循环荷载作用下软黏土变形特性,分析了循环围压和排水条件对软黏土累积轴向变形的影响。试验结果表明,累积轴向应变受循环围压和排水条件影响显著。累积应变增量随加载阶段的增加而减小,但不同循环围压下应变增量的衰减程度不同;在部分排水条件下,应变增量随循环围压增加而增大,而在不排水条件下则下降;另一方面,相较于不排水条件,部分排水条件下应变增量的衰减程度更为显著;同时,不同试验条件下应变增量的差异性在第一个加载阶段中较为明显,而在后续加载阶段中则可以忽略。基于上述试验结果,提出了一个考虑循环围压和排水条件影响的预测间歇循环荷载作用下软黏土累积应变的表达式,预测结果与实测值较为吻合。上述研究成果有助于加深对间歇循环荷载作用下软黏土力学性质的认识。 展开更多

关键词 间歇循环荷载 软黏土 应变增量 循环围压 排水条件

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考虑变围压因素的饱和软黏土循环纯压动力特性试验研究 被引量：22

10

作者 谷川 王军 +1 位作者 蔡袁强 王鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1307-1315,共9页

饱和土体的动力特性表现出对应力路径的依赖性。越来越多基于变围压动三轴的试验结果表明:循环围压应力路径对砂土等颗粒材料的变形和回弹特性存在较大的影响。基于变围压动三轴试验,通过循环偏应力与循环围压的耦合模拟真实交通荷载下... 饱和土体的动力特性表现出对应力路径的依赖性。越来越多基于变围压动三轴的试验结果表明:循环围压应力路径对砂土等颗粒材料的变形和回弹特性存在较大的影响。基于变围压动三轴试验,通过循环偏应力与循环围压的耦合模拟真实交通荷载下竖向循环正应力与水平循环正应力的耦合,研究了循环围压对饱和软黏土孔压、永久和回弹变形的影响。试验结果表明:在不排水条件下,与常规恒定围压动三轴试验结果相比,循环围压的存在较大程度地改变了孔压的发展规律,减少了永久变形的累积速度,同时增加了回弹变形(即减少了回弹模量);循环围压幅值与循环偏应力幅值的比值(RPD)越大,永久应变的减少值与回弹应变的增加值越大;并进一步建立了考虑循环围压因素的饱和软黏土永久沉降和回弹模量预测模型。 展开更多

关键词 动三轴 交通荷载 循环围压 变形 回弹变形

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地震P波和S波耦合的变围压动三轴试验模拟 被引量：27

11

作者 谷川 蔡袁强 王军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1903-1909,共7页

地震发生时,尤其是直下型地震发生时,P波对场地土体的作用不可忽略。通过变围压动三轴设备施加的特殊应力路径,模拟了P波和S波耦合对饱和软黏土动力特性的影响,即循环剪应力和循环正应力耦合对饱和软黏土动力特性的影响。试验结果表明:... 地震发生时,尤其是直下型地震发生时,P波对场地土体的作用不可忽略。通过变围压动三轴设备施加的特殊应力路径,模拟了P波和S波耦合对饱和软黏土动力特性的影响,即循环剪应力和循环正应力耦合对饱和软黏土动力特性的影响。试验结果表明:变围压动三轴试验得到的包括循环剪应力和循环正应力的应力路径可以较好地模拟P波和S波的耦合作用;循环剪应力和循环正应力的相位差对饱和软黏土的动强度有较大的影响,当相位差为180°时,土体的动强度最低,当相位差为0°时,动强度最高;随着循环正应力幅值的增大,土体的动应变发展速度与常规恒定围压动三轴试验下的动应变发展速度相比,差距逐渐增大。这些发现一方面表明强震过程中P波的作用不可忽略,另一方面表明,在某些情况下,常规恒定围压动三轴试验高估了饱和软黏土的动强度,对抗震设计不利。 展开更多

关键词 地震 动三轴 变围压 循环荷载

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轴压和围压对循环冲击下砂岩能量耗散的影响 被引量：30

12

作者 金解放 李夕兵 +1 位作者 殷志强 尹土兵 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期3096-3102,3109,共8页

利用动静组合加载试验装置,对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验,研究循环冲击过程中砂岩单位体积吸收能的变化特性、单位体积吸收能与平均应变率的关系以及轴压和围压对循环冲击作用下岩石能量耗散的影响。围压分别设置为4、8... 利用动静组合加载试验装置,对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验,研究循环冲击过程中砂岩单位体积吸收能的变化特性、单位体积吸收能与平均应变率的关系以及轴压和围压对循环冲击作用下岩石能量耗散的影响。围压分别设置为4、8、10、12 MPa等4个系列,轴向静载荷分别设置为49、84、105、125 MPa等4个系列,入射杆上的入射波峰值大小近似相等,入射能大小为230 J。研究结果表明,砂岩单位体积吸收能随循环冲击次数的增加而增加。平均应变率和单位体积吸收能具有良好的正线性关系,围压从低到高增加过程中,二者间拟合直线的斜率K随轴压增加的变化关系为"增加-基本不变-减小"。当轴压较小时,K随围压的增加先增加后降低,轴压越小K由上升到下降转折点处的围压越大;当轴压增加到125 MPa时,K随围压的增加始终降低。研究结果为具有不同地应力条件下工程岩体爆破设计提供理论依据。 展开更多

关键词 循环冲击 轴压 围压 能量耗散 影响

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循环加卸载作用下砂岩孔隙度与渗透率演化规律试验研究 被引量：29

13

作者 孔茜 王环玲 徐卫亚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1893-1900,共8页

研究砂岩在多次循环荷载作用下孔隙度及渗透率随荷载的变化规律,利用致密岩石惰性气体渗透率测试系统对砂岩进行了5次循环加卸载试验。试验结果表明:砂岩的孔隙度和渗透率随围压的增大而减小,循环加卸载过程中,砂岩的孔隙度、渗透率在... 研究砂岩在多次循环荷载作用下孔隙度及渗透率随荷载的变化规律,利用致密岩石惰性气体渗透率测试系统对砂岩进行了5次循环加卸载试验。试验结果表明:砂岩的孔隙度和渗透率随围压的增大而减小,循环加卸载过程中,砂岩的孔隙度、渗透率在加载阶段与卸载阶段的变化曲线均是不重合的。围压加载阶段孔隙度和渗透率随围压的变化关系均呈指数关系,在围压卸载阶段孔隙度与渗透率随围压变化均呈幂函数关系。砂岩在低围压条件下渗透率随围压变化的程度较大,在高围压条件下渗透率变化程度较小。加载阶段砂岩渗透率变化程度在第1次循环期间较大,从第2次循环开始由于岩样一定程度的压密渗透率随围压变化越来越小,而卸载阶段5次循环过程中渗透率随围压的减小而增大,但是循环次数增加过程中,渗透率的恢复程度相对于第一次循环越来越小。 展开更多

关键词 循环加卸载 孔隙度 渗透率 围压 砂岩

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循环加载时围压对岩石动力特性的影响 被引量：20

14

作者 刘恩龙 黄润秋 何思明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期3009-3013,共5页

针对砂岩岩样,探讨了在不同围压作用下和轴向循环加载时岩样的动力力学性质,研究围压对砂岩岩样的动力力学性质的影响。采用的试验设备是MTS-815岩石和混凝土试验系统,5组围压分别为10、20、30、40、50 MPa。岩样为汶川地区的干砂岩,轴... 针对砂岩岩样,探讨了在不同围压作用下和轴向循环加载时岩样的动力力学性质,研究围压对砂岩岩样的动力力学性质的影响。采用的试验设备是MTS-815岩石和混凝土试验系统,5组围压分别为10、20、30、40、50 MPa。岩样为汶川地区的干砂岩,轴向荷载施加的频率为1 Hz。结果表明,(1)随着围压的逐渐增加,试样的残余轴向应变和体变逐渐增加,且剪胀发生时的残余体变也逐渐增加;(2)动力荷载作用时岩样在高围压比低围压下的初始刚度和强度高;(3)不同围压作用下,当应力比Rs较大时,岩样在较小的循环次数下发生破坏;(4)试样的破坏模式为剪切破坏,动力荷载作用下试样形成的局部化破坏带更宽。 展开更多

关键词 动力特性 循环荷载 周围压力 动力刚度

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侧向变形控制下的灰岩破坏规律及其峰后本构关系 被引量：11

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作者 王东 王丁 +1 位作者 韩小刚 周晓明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2022-2027,共6页

根据不同含水状态(干燥和泡水饱和)和不同围压条件下的灰岩岩样的三轴压缩全程试验和峰后加卸载循环试验,分析干燥和饱水状态灰岩的变形破坏规律、围压对灰岩峰值强度和残余强度及破裂面角度的影响,研究灰岩峰前、峰后强度与变形之间的... 根据不同含水状态(干燥和泡水饱和)和不同围压条件下的灰岩岩样的三轴压缩全程试验和峰后加卸载循环试验,分析干燥和饱水状态灰岩的变形破坏规律、围压对灰岩峰值强度和残余强度及破裂面角度的影响,研究灰岩峰前、峰后强度与变形之间的关系。结果表明:灰岩的破坏方式不仅和围压水平有关,而且和岩石的含水状态相关;灰岩的残余强度与峰值强度相比很小,且随峰后加卸载循环次数的增加继续衰减;该类灰岩在低围压下产生拉剪组合破坏,导致其破裂角度较Coulomb准则预测值偏大,在高围压下发生完全剪切破坏,破裂角度与Coulomb准则计算结果吻合;岩石轴向应力在峰值前是由其轴向应变决定的,峰后则由侧向变形控制,随侧向变形的增加逐渐衰减至残余强度。在此基础上建立了灰岩峰后本构模型,给出了分段的岩石应力-应变关系函数。利用该模型对岩石应力-应变全过程进行计算,计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 侧向变形 峰后特性 泡水 围压 循环加载

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三轴循环荷载下砂岩损伤耗能比演化特征研究 被引量：40

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作者 杨小彬 程虹铭 +2 位作者 吕嘉琦 侯鑫 聂朝刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3751-3757,3766,共8页

为了研究循环载荷下岩石能量演化特征,引入耗能比η,开展砂岩不同围压下轴向循环加卸载试验,探究全应力-应变过程中η值演化特征,进而探讨岩石试样循环加卸载作用下损伤变形演化规律。试验结果表明:对应全应力-应变曲线的5个阶段,η值... 为了研究循环载荷下岩石能量演化特征,引入耗能比η,开展砂岩不同围压下轴向循环加卸载试验,探究全应力-应变过程中η值演化特征,进而探讨岩石试样循环加卸载作用下损伤变形演化规律。试验结果表明:对应全应力-应变曲线的5个阶段,η值演化过程可划分为线性下降、稳定发展、缓慢增加、突然增加和平缓变化5个阶段,在η值整个演化过程呈现'勺'演化特征,该特征充分反映了试样变形演化过程中的能量转化关系及损伤演化程度;随着围压的增大,η值整体呈现减小趋势;同一应变水平下,不同围压下η值在线性下降阶段、稳定发展阶段差值逐渐减小,在缓慢增加阶段、突然增加阶段差值逐渐增大,在平缓变化阶段差值减小并趋于一个稳定值;分析循环加载下岩石材料参数演化特征,考虑围压作用及耗能比演化规律,建立岩石试样循环加卸载作用下的应力-应变演化理论公式,并进行了试验曲线拟合,验证了该理论公式的合理性。 展开更多

关键词 循环荷载 耗能比 演化特征 围压 三轴

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岩石循环冲击损伤演化围压效应的实验研究 被引量：10

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作者 林大能 陈寿如 刘优平 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期12-15,共4页

为研究岩石循环冲击荷载作用下损伤的围压效应,对大理岩试件在压力试验机上进行模拟冲击加载,测试受冲击后试件轴向超声波波速。用超声波波速变化量描述试件的损伤度。分析了围压、荷载冲量大小、冲击次数对岩石损伤演化的影响,得出了... 为研究岩石循环冲击荷载作用下损伤的围压效应,对大理岩试件在压力试验机上进行模拟冲击加载,测试受冲击后试件轴向超声波波速。用超声波波速变化量描述试件的损伤度。分析了围压、荷载冲量大小、冲击次数对岩石损伤演化的影响,得出了大理岩在不同围压下冲击损伤与冲击次数的函数关系。分析了大理岩岩样循环冲击损伤的围压效应。结果表明,岩石循环冲击损伤具有明显的围压效应,围压的存在提高了岩石抗冲击破坏的能力。从试验角度证明了在深部矿井中高地应力的存在对钻孔的钻进效率和处于初始应力场中的岩石的爆破破碎效率有重要影响。 展开更多

关键词 循环冲击荷载 岩石 损伤规律 围压效应

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循环围压对饱和软黏土永久变形的影响 被引量：7

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作者 孙磊 蔡袁强 +1 位作者 王军 郭林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期437-443,共7页

通过对温州典型饱和软黏土进行一系列不同应力路径下的部分排水循环动三轴试验,研究了部分排水条件下循环围压对饱和软黏土变形特性的影响。试验结果表明:部分排水条件下,与常规的围压保持恒定,偏应力单独循环作用下的三轴试验结果相比... 通过对温州典型饱和软黏土进行一系列不同应力路径下的部分排水循环动三轴试验,研究了部分排水条件下循环围压对饱和软黏土变形特性的影响。试验结果表明:部分排水条件下,与常规的围压保持恒定,偏应力单独循环作用下的三轴试验结果相比,循环围压的存在对饱和软黏土的永久体应变和永久轴向应变均产生了的显著的影响。在相同循环应力比和循环次数下,试样的永久体应变和永久轴向应变均随着循环围压幅值的增大而增大,说明常规的恒定围压循环三轴试验会低估高速交通荷载作用下路基土体的沉降。基于试样第10 000圈的永久体应变和永久轴向应变,分别建立了可以量化部分排水条件下循环围压对饱和软黏土永久体应变和永久轴向应变影响的经验公式,并用于预测饱和软黏土在交通荷载这种包含循环偏应力和循环围压耦合作用的复杂应力条件下产生的永久变形。 展开更多

关键词 动三轴试验 循环围压 部分排水 永久变形

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砾类土在循环荷载作用下的变形影响因素试验研究 被引量：10

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作者 刘大鹏 杨晓华 +2 位作者 王婧 王永威 陈志敏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期68-72,共5页

砾类土是新疆铁路和公路常用的路基填料,为了控制和减小砾类土路基的沉降,首先需要明确各因素对该类路基在循环荷载作用下的变形影响规律。通过动三轴试验研究围压、初始静偏应力、循环荷载作用频率、循环荷载大小和固结比对砾类土累计... 砾类土是新疆铁路和公路常用的路基填料,为了控制和减小砾类土路基的沉降,首先需要明确各因素对该类路基在循环荷载作用下的变形影响规律。通过动三轴试验研究围压、初始静偏应力、循环荷载作用频率、循环荷载大小和固结比对砾类土累计塑性变形的影响规律,得出其累计塑性应变随着初始静偏应力、循环荷载大小的增加而增大,随着围压、荷载作用频率和固结比增加而减小。同时计算各影响因素对累计塑形应变的极差,得出影响因素对累计塑形应变影响的大小。在路基施工时,可以通过提高路基的围压,同时使路基充分固结来减小路基的营运沉降。提出一种针对砾类土应变较小时的塑性累计变形模型,并验证模型的正确性,可为新疆砾类土路基的设计和施工提供参考。 展开更多

关键词 砾类土 塑性应变 围压 静偏应力 循环荷载 固结比

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循环偏应力和循环围压耦合效应对饱和软黏土变形特性的影响 被引量：8

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作者 孙磊 王军 +1 位作者 谷川 郭林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2198-2204,共7页

利用GDS变围压动三轴系统对温州地区典型饱和软黏土进行了一系列循环偏应力和循环围压耦合应力路径下的部分排水循环加载试验,重点分析了部分排水条件下循环偏应力和循环围压耦合效应对正常固结饱和软黏土变形特性的影响。试验结果表明... 利用GDS变围压动三轴系统对温州地区典型饱和软黏土进行了一系列循环偏应力和循环围压耦合应力路径下的部分排水循环加载试验,重点分析了部分排水条件下循环偏应力和循环围压耦合效应对正常固结饱和软黏土变形特性的影响。试验结果表明:部分排水条件下,与围压保持恒定,偏应力单独循环剪切相比,循环偏应力和循环围压耦合剪切作用有效地促进了饱和软黏土的累积塑性应变的发展,循环围压和循环偏应力的比值每增加2/3,相应的永久轴向应变就增加32%。进一步根据部分排水条件下饱和软黏土永久轴向应变发展曲线特点,建立了考虑循环偏应力和循环围压耦合效应的正常固结饱和软黏土的永久轴向应变经验公式。 展开更多

关键词 动三轴试验 循环围压 部分排水 永久轴向应变

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