砂岩卸围压蠕变特性及非定常蠕变模型

发布时间：2024-02-25 22:47

　　为了研究在不同围压卸载条件下,砂岩蠕变变形的变化规律以及蠕变参数劣化规律,采用TAW-2000试验机对砂岩进行室内分级卸围压蠕变试验研究,然后结合损伤力学理论将蠕变参数非定常化,建立非定常参数西原蠕变模型,最终将试验数据与模型曲线进行对比验证。试验结果表明:对砂岩进行不同初始轴向应力的卸围压试验,岩石的蠕变泊松比与蠕变变形一样,都具有衰减、稳定和加速三个阶段,蠕变泊松比是一个时间的函数,在加载过程中蠕变泊松比都超过常规状态下的值,甚至超过1;建立非定常模型与试验数据具有良好拟合度,它不仅准确地反映了衰减和稳定蠕变阶段蠕变特性,也克服了传统西原体难以描述加速蠕变的缺点。

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【部分图文】：

图1岩石三轴试验机和引伸计

本文采用TAW-2000电液伺服岩石三轴试验机(如图1(a))对砂岩进行蠕变试验,该试验机具有多个控制变换模式,对应的每种控制变换模式下有一种试验功能。试验机的刚度大致为10GN/m,在轴向加载的最大值为2000kN,轴向测力的精度为20N,围压最大可加载至100MPa,轴向和径....

图2砂岩岩样

图1岩石三轴试验机和引伸计本文所用砂岩采自阜新市恒大煤矿,由砂粒胶结而成,成分主要有石英、长石及少量胶结物。由于所取砂岩体积过大,为了运输便捷,岩样在现场做简单切割处理,然后到实验室内进行精确加工;试样按照岩石相关试验规程要求进行精加工,制作成高为100mm,直径为50mm的标....

图3试验应力路径卸载示意图

本文所用砂岩采自阜新市恒大煤矿,由砂粒胶结而成,成分主要有石英、长石及少量胶结物。由于所取砂岩体积过大,为了运输便捷,岩样在现场做简单切割处理,然后到实验室内进行精确加工;试样按照岩石相关试验规程要求进行精加工,制作成高为100mm,直径为50mm的标准圆柱形试件(如图2)。1.....

图4轴向蠕变曲线

运用Boltzmann叠加原理,将蠕变全过程曲线简化为各级轴径体向蠕变曲线如图4所示。由图4可知,在同一初始围压条件下开展卸围压蠕变试验时,当试验初始轴向应力越大,岩石的初始瞬时变形量就越小。例如,当轴压为80MPa时,岩石的初始瞬时变形量为0.07965%,当轴压为90MPa时....

本文编号：3910959