单轴循环荷载下含天然裂隙脆性页岩变形及破裂特征试验研究

发布时间：2017-07-07 20:04

  本文关键词：单轴循环荷载下含天然裂隙脆性页岩变形及破裂特征试验研究

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【摘要】：利用RMT 150C岩石力学测试系统,对重庆彭水含天然裂隙脆性页岩在单轴循环荷载作用下的变形及破裂特征进行了试验研究。研究结果表明:(1)在循环加卸载和裂隙的共同影响下页岩所含天然裂隙使页岩性质局部劣化、加剧裂隙扩展和破坏提前,导致屈服应力、破裂压力和峰值强度等减小,其中峰值强度降低了13.7%~58.3%;(2)轴向应变形成封闭的"尖叶"状滞回环,并呈疏—密—疏排列,而横向应变形成上开口"8"字形滞回环,并呈密—疏排列,横向应变-循环次数曲线可分为初始变形阶段、小速率等速变形阶段、大速率等速变形阶段和失稳破坏阶段等四阶段演化规律,前期横向应变突变现象可作为天然裂隙和新裂隙扩展、交汇完成,进入大速率等速变形阶段的标志,后期突变可作为整体失稳破坏的前兆;(3)含天然裂隙页岩的破坏模式主要呈拉剪贯通模式和拉贯通模式,两种贯通模式均至少包含一条贯通天然裂隙的拉裂隙;(4)在弹性阶段,有效弹性模量与损伤面积系数呈线性关系,损伤面积系数越大,有效弹性模量越小;(5)在低应力水平内循环,不可逆变形缓慢增加,轴向应变-循环次数曲线始终处于初始变形阶段,试样不发生破坏;在高应力水平内循环,经历3个变形阶段后试样发生破坏;在接近峰值应力的应力水平内循环,曲线直接进入加速变形阶段,几次循环后试样发生破坏。该研究为认清页岩的裂隙扩展形成复杂裂隙网的发展机制提供了有益参考。
【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;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;
【关键词】： 页岩 损伤面积系数 循环荷载 天然裂隙 变形特征 破裂特征
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.51104144) 国家重点基础研究发展规划(973)(No.2010CB226701) “十二五”国家科技重大专项(No.2011ZX05005-006)
【分类号】：TU45
【正文快照】： WEI Yuan-long1,YANG Chun-he1,2,GUO Yin-tong2,LIU Wei2,WANG Lei2,HENG Shuai2(1.State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control,Chongqing University,Chongqing 400044,China;2.State Key Laboratory ofGeomechanics and Geotechnical Engineering,I

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本文编号：531599