渗透压-应力耦合作用下泥岩三轴流变实验及其流变本构

发布时间：2017-10-21 04:41

  本文关键词：渗透压-应力耦合作用下泥岩三轴流变实验及其流变本构

  更多相关文章： 渗透压-应力耦合 三轴流变实验 细观破裂特性 改进的西原模型 本构参数 数值模拟

【摘要】：渗透压与应力耦合作用下泥岩的流变实验及其本构研究,对岩土工程长期稳定性分析具有重要的意义.采用岩石温度-应力-渗流耦合三轴流变仪,对泥岩进行了渗透压-应力耦合作用下、干燥状态下两种状态的三轴流变试验,并对两种状态下流变破坏后泥岩断口进行了电镜扫描.研究结果表明:(1)渗透压-应力耦合作用下泥岩应变与时间关系实测曲线中应变曲线出现突变现象的次数明显高于干燥状态下泥岩的流变曲线,说明渗透压对泥岩具有较强的损伤效应;(2)因渗透压的作用,致使渗透压-应力耦合下泥岩在轴向应变、环向应变和体积应变总量上远大于干燥态流变岩样的应变总量,渗透压-应力耦合下泥岩发生流变破坏的应力荷载为干燥状态泥岩荷载的66.7%,渗透压对岩石强度有明显的减弱影响;(3)两种状态下流变破坏后泥岩断口进行电镜扫描后,细观破裂特性对比发现,在渗透压-应力耦合作用下,岩石强度加速降低;(4)对两种状态下泥岩试验成果的流变模型进行了预测,采用所提出的改进的西原本构模型来描述泥岩的流变变形行为,拟合结果显示:改进的西原本构模型能够较好地模拟两种状态下泥岩的全过程流变变形行为,并获得了流变变形特征的本构模型参数值,为渗透压-应力耦合下岩土体长期变形研究奠定了重要基础.
【作者单位】： 西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室;中国地质大学工程学院;
【关键词】： 渗透压-应力耦合 三轴流变实验 细观破裂特性 改进的西原模型 本构参数 数值模拟
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(No.2011CB710604) 国土资源部黄土地质灾害重点实验室开放基金资助项目(No.KLGLAMLR201505) 西北大学大陆动力学国家重点实验室开放课题基金资助项目(No.201210126)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 岩体的流变性是岩石力学研究和工程预测中的基本理论问题(孙钧,1999),与工程岩体的长期稳定和安全有着极为密切的关系(杨圣奇等,2006).在工程实践中,很多岩石不仅处于含水状态,同时还承受着很高的渗透压力(阎岩等,2010),渗透压作用下岩石力学流变性质研究逐渐成为岩土工程研究

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗渝;何思明;何尽川;;降雨类型对浅层滑坡稳定性的影响[J];地球科学(中国地质大学学报);2014年09期

2 俞缙;李宏;陈旭;蔡燕燕;武娜;穆康;;渗透压 应力耦合作用下砂岩渗透率与变形关联性三轴试验研究[J];岩石力学与工程学报;2013年06期

3 刘涛影;曹平;范祥;赵延林;;高渗压条件下裂隙岩体的劈裂破坏特性[J];中南大学学报(自然科学版);2012年06期

4 胡斌;蒋海飞;胡新丽;郭利娜;王新刚;;紫红色泥岩剪切流变力学特性分析[J];岩石力学与工程学报;2012年S1期

5 齐亚静;姜清辉;王志俭;周创兵;;改进西原模型的三维蠕变本构方程及其参数辨识[J];岩石力学与工程学报;2012年02期

6 张强勇;杨文东;陈芳;李文纲;王建洪;;硬脆性岩石的流变长期强度及细观破裂机制分析研究[J];岩土工程学报;2011年12期

7 贾善坡;陈卫忠;于洪丹;李香玲;;泥岩渗流-应力耦合蠕变损伤模型研究(Ⅰ):理论模型[J];岩土力学;2011年09期

8 黄书岭;冯夏庭;周辉;张传庆;;水压和应力耦合下脆性岩石蠕变与破坏时效机制研究[J];岩土力学;2010年11期

9 阎岩;王恩志;王思敬;;渗流场中岩石流变特性的数值模拟[J];岩土力学;2010年06期

10 王如宾;徐卫亚;王伟;张治亮;张玉;;坝基硬岩蠕变特性试验及其蠕变全过程中的渗流规律[J];岩石力学与工程学报;2010年05期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王新刚;胡斌;唐辉明;胡新丽;贾鹏飞;;渗透压-应力耦合作用下泥岩三轴流变实验及其流变本构[J];地球科学;2016年05期

2 张玉;金培杰;徐卫亚;赵海斌;梅松华;;坝基碎屑岩三轴蠕变特性及长期强度试验研究[J];岩土力学;2016年05期

3 牛双建;党元恒;冯文林;杨大方;;损伤破裂砂岩单轴蠕变特性试验研究[J];岩土力学;2016年05期

4 王亚松;马林建;刘新宇;陈艳;;岩石蠕变及疲劳损伤特性的研究进展[J];工业建筑;2016年04期

5 何延兵;刘辉;;红层蠕变特性及隧道围岩位移PSO-SVM预测研究[J];公路工程;2016年02期

6 沈才华;张兵;王媛;胡康明;;基于DP屈服准则的西原本构模型及其运用[J];地下空间与工程学报;2016年02期

7 罗文强;李飞翱;刘小珊;黄丽;;多元时间序列分析的滑坡演化阶段划分[J];地球科学;2016年04期

8 李铮;何川;杨赛舟;汪波;许金华;;震裂软岩隧道施工期围岩-支护体系失稳分析[J];现代隧道技术;2016年02期

9 李新卫;晏鄂川;李辉;;暴雨作用下铜仁地区典型滑坡变形机理研究[J];人民长江;2016年07期

10 王青元;朱万成;刘洪磊;牛雷雷;李如飞;;单轴压缩下绿砂岩长期强度的尺寸效应研究[J];岩土力学;2016年04期

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨文东;张强勇;陈芳;李术才;李文纲;王建洪;贺如平;曾纪全;;辉绿岩非线性流变模型及蠕变加载历史的处理方法研究[J];岩石力学与工程学报;2011年07期

2 韩国锋;王恩志;刘晓丽;;压缩带形成过程中渗透性变化试验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年05期

3 蒋长宝;尹光志;李晓泉;蔡波;;突出煤型煤全应力 应变全程瓦斯渗流试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年S2期

4 胡大伟;周辉;潘鹏志;张凯;邵建富;冯夏庭;;砂岩三轴循环加卸载条件下的渗透率研究[J];岩土力学;2010年09期

5 许江;杨红伟;彭守建;姜永东;张媛;;孔隙水压力-围压作用下砂岩力学特性的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年08期

6 黄启翔;尹光志;姜永东;;地应力场中煤岩卸围压过程力学特性试验研究及瓦斯渗透特性分析[J];岩石力学与工程学报;2010年08期

7 曹树刚;李勇;郭平;白燕杰;刘延保;;型煤与原煤全应力 应变过程渗流特性对比研究[J];岩石力学与工程学报;2010年05期

8 朱杰兵;汪斌;邬爱清;;锦屏水电站绿砂岩三轴卸荷流变试验及非线性损伤蠕变本构模型研究[J];岩石力学与工程学报;2010年03期

9 尹光志;李广治;赵洪宝;李小双;敬小非;蒋长宝;;煤岩全应力 应变过程中瓦斯流动特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年01期

10 胡国忠;王宏图;范晓刚;袁志刚;;低渗透突出煤的瓦斯渗流规律研究[J];岩石力学与工程学报;2009年12期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贺玉龙;杨立中;;温度—渗流—应力耦合作用分类[J];四川地质学报;2008年03期

2 张玉军;;模拟冻-融过程的热-水-应力耦合模型及数值分析[J];固体力学学报;2009年04期

3 杨林德;李燕;李鹏;;各向异性岩体渗流应力耦合模型[J];地下空间与工程学报;2006年05期

4 何翔;冯夏庭;张东晓;;岩体渗流 应力耦合有限元计算的精细积分方法[J];岩石力学与工程学报;2006年10期

5 张玉军;;尤卡山坑道规模试验热-气-应力耦合过程的离散元模拟[J];岩石力学与工程学报;2007年S2期

6 左建平;周宏伟;谢和平;鞠杨;;温度和应力耦合作用下砂岩破坏的细观试验研究[J];岩土力学;2008年06期

7 张玉军;徐刚;杨朝帅;;裂隙刚度随应力变化对双重孔隙介质热-水-应力耦合影响的有限元分析[J];岩土力学;2012年11期

8 陈卫忠;谭贤君;伍国军;贾善坡;;非饱和岩石温度-渗流-应力耦合模型研究[J];岩石力学与工程学报;2007年12期

9 张莱;陆桂华;;基于损伤的渗流-应力耦合模型在工程地下水迁移研究中的应用[J];水利水电科技进展;2010年06期

10 张玉军;张维庆;;裂隙开度的压力溶解对双重孔隙介质热-水-应力耦合影响的有限元分析[J];岩土力学;2010年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘成学;杨林德;李鹏;;渗流-应力耦合问题的多参数优化反演研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年

2 杨天鸿;李连崇;朱万成;唐春安;李夕兵;刘继山;;基于数字图像技术岩石温度渗流应力耦合破坏机制的数值模拟初探[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

3 王媛;;裂隙发育方向对岩体渗流应力耦合的影响[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年

4 于冰;陈兴华;;岩体裂隙渗流与应力耦合关系的实验研究[A];第二届全国青年岩石力学与工程学术研讨会论文集[C];1993年

5 王俊光;梁冰;李平;;渗透动水压力作用下的裂隙岩体渗流与应力耦合分析[A];水工渗流研究与应用进展——第五届全国水利工程渗流学术研讨会论文集[C];2006年

6 刘先珊;林耀生;孔建;;考虑卸荷作用的裂隙岩体渗流应力耦合研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

7 孙粤琳;沈振中;吴越健;;岩体裂缝扩展的渗流-应力耦合分析模型[A];2007重大水利水电科技前沿院士论坛暨首届中国水利博士论坛论文集[C];2007年

8 顾元宪;赵红兵;陈飚松;亢战;;结构的热-应力耦合优化设计[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年

9 纪佑军;刘建军;薛强;;基坑开挖中渗流-应力耦合模拟[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

10 刘先珊;;基于DDA的裂隙岩体非饱和渗流应力耦合模型研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 杨天鸿;岩石破裂过程渗透性质及其与应力耦合作用研究[D];东北大学;2001年

2 于洪丹;Boom Clay渗流—应力耦合长期力学特性研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 王朋;化学-温度-应力耦合作用对岩石力学性能的影响[D];上海理工大学;2014年

2 王兴宏;裂隙茅口灰岩渗流—应力耦合试验研究[D];湖南科技大学;2015年

3 李鹏飞;红外焦平面探测器热—应力耦合分析[D];河南科技大学;2014年

4 李鹏;软岩渗流应力耦合分析参数反演的理论与方法[D];同济大学;2008年

5 郭玉龙;渗流与应力耦合作用对边坡稳定性影响的研究[D];武汉理工大学;2005年

6 孙f，

本文编号：1071368