不同孔隙水压条件下完整砂岩剪切力学特性试验研究
本文选题：岩石力学 + 砂岩 ； 参考：《岩石力学与工程学报》2017年S1期
【摘要】：利用自主研发的煤岩剪切 渗流耦合试验装置,开展法向应力为2.0 MPa,孔隙水压分别为1.0,2.0和3.0 MPa条件下砂岩剪切破坏试验,同时利用三维立体扫描仪对剪切断裂面进行扫描,运用Matlab软件编写统计参数计算程序,分析不同孔隙水压下的剪切断裂面特征。研究结果表明:(1)孔隙水压对砂岩剪切力学特性具有"软化"效应,孔隙水压越高,砂岩的抗剪强度越低,峰值剪切变形量与峰值法向变形量均越小;(2)孔隙水压越高,试件剪切断裂面各点相对基准剪切面垂直距离的均方根偏差S_q、粗糙度指数S_r以及表面裂纹分形维数D_r等均越小,表明随孔隙水压增大,剪切断裂面粗糙程度降低;(3)通过剪切断裂面裂纹扩展分析发现,在不同孔隙水压条件下的剪切试验过程中,试件表面裂纹的扩展只能反映靠近该表面很小范围的内部裂纹扩展情况,不能等同试件剪切断裂面裂纹的扩展路径。
[Abstract]:The shear failure test of sandstone under normal stress of 2.0 MPa and pore water pressure of 1.0 and 3.0 MPA was carried out by using the self-developed coal rock shear flow coupling test device. Meanwhile, the shear fracture surface was scanned by three-dimensional scanner. The software Matlab is used to compile the calculation program of statistical parameters to analyze the characteristics of shear fracture surface under different pore water pressure. The results show that pore water pressure has a "softening" effect on the shear mechanical properties of sandstone. The higher the pore water pressure, the lower the shear strength of sandstone, and the smaller the peak shear deformation and the peak normal deformation are. The higher the pore water pressure is, the higher the pore water pressure is. The mean square deviation of the vertical distance between the points of the shear fracture surface and the reference shear plane is Sqq. the roughness index S _ r and the fractal dimension D _ r of the surface crack are all smaller, which indicates that the mean square deviation is increased with the pore water pressure. Through the analysis of crack propagation of shear fracture surface, it is found that in the process of shear test under different pore water pressure, The crack propagation on the surface of the specimen can only reflect the internal crack propagation in a very small range near the surface, and it cannot be equated with the crack propagation path of the shear fracture surface of the specimen.
【作者单位】： 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室;中煤科工集团重庆研究院有限公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51474040) 中国博士后科学基金资助项目(2014M552323) 重庆市项目博士后资助(Xm2014037)~~
【分类号】：TU45
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，本文编号：2038993
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