高渗透压脆性岩石蠕变宏-细观力学模型研究

发布时间：2021-11-22 07:27

　　高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响的裂纹尖端应力强度模型,引入渗透水压与初始裂纹及新生成翼型裂纹之间的力学关系,建立了考虑渗透水压作用的裂纹尖端应力强度模型;然后结合亚临界裂纹扩展法则,与裂纹及应变损伤关系模型,推出了考虑渗透水压影响的脆性岩石蠕变裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型。当施加轴向应力小于岩石裂纹启裂应力时,岩石近似表现为线弹性变形;当施加轴向应力大于裂纹启裂应力且小于岩石峰值强度,岩石表现为塑性蠕变变形。研究了不同渗透压作用下,分级轴向应力加载岩石蠕变应变时间演化曲线,并通过试验结果验证了模型的合理性。分别讨论了恒定渗透压与分级渗透压,对脆性岩石蠕变过程中裂纹长度、裂纹扩展速率、轴向应变及轴向应变率的影响。该模型为高渗透压深部地下工程围岩稳定性评价提供了重要理论依据。 

【文章来源】：岩土力学. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【参考文献】：
期刊论文
[1]层理面特性对砂岩断裂力学行为的影响研究[J]. 李斌,黄达,马文著.  岩土力学. 2020(03)
[2]岩石裂纹损伤及围压对剪切破坏影响研究[J]. 李晓照,邵珠山,戚承志.  岩土力学. 2019(11)
[3]不同水压与初始卸荷水平下砂岩的力学特性及卸荷本构模型[J]. 刘新荣,刘俊,李栋梁,王军保,王子娟,钟祖良.  煤炭学报. 2017(10)
[4]砂岩力学特性及其改进Duncan-Chang模型[J]. 王军保,刘新荣,刘俊,宋战平.  岩石力学与工程学报. 2016(12)
[5]脆性岩石渐进及蠕变失效特性宏细观力学模型研究[J]. 李晓照,邵珠山.  岩土工程学报. 2016(08)
[6]低渗透岩石流变过程渗透演化规律试验研究[J]. 曹亚军,王伟,徐卫亚,王如宾,王环玲.  岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[7]渗流水压力分级加载岩石蠕变特性研究[J]. 杨红伟,许江,聂闻,彭守建.  岩土工程学报. 2015(09)
[8]高围压下高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响[J]. 蒋海飞,刘东燕,黄伟,刘芳语.  煤炭学报. 2014(07)
[9]水压影响岩石渐进破裂过程的试验研究[J]. 彭俊,荣冠,周创兵,王小江,侯迪.  岩土力学. 2013(04)
[10]高孔隙水压力对岩石蠕变特性的影响[J]. 佘成学,崔旋.  岩石力学与工程学报. 2010(08)



本文编号：3511218