真三轴加卸载条件下砂岩力学特性与能量演化规律试验研究
发布时间：2021-08-24 09:22
地下工程围岩稳定性问题一直是岩石力学研究的前沿与热点。岩石力学性能是地下工程围岩稳定性问题研究的基础。本文以砂岩为研究对象,利用多功能真三轴流固耦合试验系统,开展了真三轴应力条件下砂岩加卸载力学特性与能量演化规律试验研究。重点探讨了初始应力环境和加卸载速率对砂岩的力学特性与能量演化规律的影响。本文的主要研究成果如下:（1）最大主应力方向采用位移加载,最小主应力方向上单面卸载。加卸载过程中,最大主应变和偏应变逐渐增大,中间主应变、最小主应变和体积应变逐渐减小。加卸载初期试样被压缩,而后扩容。试样的变形模量先增大后减小。泊松比先保持稳定,然后逐渐增大,最终趋于水平。试样破坏时,随着初始中主应力系数b增大,最大主应变量、最小主应变量和偏应变量增大,而中间主应变量和体积扩容量减小,张性破裂特征越来越明显。当初始最小主应力σ3增大时,砂岩的峰值应力呈线性增加,且试样发生破坏时,中间主应变量、最小主应变量和体积扩容量减小,而最大主应变和偏应变量增大,剪切裂纹更为明显。初始广义剪应力q增大,试样发生破坏时,中间主应变量和体积应变量减小,最大主应变量、最小主应变量和偏应变量先减小...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多功能真三轴流固耦合试验系统
2不同初始应力条件下砂岩加卸载力学特性试验研究9图2.2砂岩试样Fig.2.2Sandstonesamples2.3中主应力系数对砂岩加卸载力学特性的影响2.3.1试验方案为了探究中主应力系数对砂岩力学特性的影响，进行了恒定初始最小主应力（σ3i=40MPa）和广义剪应力（q=34.64MPa）、不同中主应力系数（b=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0）条件下砂岩加卸载破坏试验。具体的加卸载应力路径为（初始应力条件见表2.1）：①以力控制方式（2kN/s）同步加载三向应力至σ3i；②保持Z向水平载荷不变，继续以力控制方式（2kN/s）增加X向和Y向应力至σ2i；③保持X向载荷不变，以力控制方式（2kN/s）继续增加Y向应力至σ1i；④以位移控制方式（0.003mm/s）增加最大主应力σ1i，同时以力控制方式（1kN/s）单面卸载σ3i。在此过程中，Z向两个压头，其中一个压头卸载，另外一个压头保持位置不动，试样发生破坏时停止试验。加卸载试验应力路径如图2.3所示。02040608010012014002004006008001000主应力σ/MPa时间t/sσ2（X向）σ3（Z向）σ1σ2σ3静水压力初始应力加载阶段加卸载阶段加卸载起始点峰值应力点σ10σ1（Y向）图2.3加卸载应力路径Fig.2.3Pathsofstressloadingandunloading
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于真三轴单面卸荷强度双折减法修正D-P准则研究[J]. 许文松,赵光明,孟祥瑞,程详. 岩石力学与工程学报. 2018(08)
[2]真三轴加卸载应力路径对原煤力学特性及渗透率影响[J]. 尹光志,刘玉冰,李铭辉,邓博知,刘超,鲁俊. 煤炭学报. 2018(01)
[3]应力Lode角对砂岩变形特性影响[J]. 尹光志,鲁俊,李星,邓博知,刘玉冰,李铭辉. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[4]支护失效对岩爆弹射破坏影响的真三轴试验研究[J]. 苏国韶,莫金海,陈智勇,蒋剑青,石焱炯. 岩土力学. 2017(05)
[5]中间主应力对砂岩扩容及强度特性影响[J]. 尹光志,鲁俊,李星,边光,宋真龙,刘玉冰. 煤炭学报. 2017(04)
[6]不同开采方式下煤岩应力场-裂隙场-渗流场行为研究[J]. 谢和平,张泽天,高峰,张茹,高明忠,刘建锋. 煤炭学报. 2016(10)
[7]不同应力路径下花岗岩三轴加卸载力学响应及其破坏特征[J]. 李地元,孙志,李夕兵,谢涛. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[8]不同卸荷路径下大理岩破坏过程能量演化规律[J]. 丛宇,王在泉,郑颖人,冯夏庭,张黎明. 中南大学学报(自然科学版). 2016(09)
[9]高温后花岗岩岩爆的真三轴试验研究[J]. 苏国韶,陈智勇,尹宏雪,张晓鹤,莫金海. 岩土工程学报. 2016(09)
[10]不同加载速率下岩爆碎块耗能特征试验研究[J]. 苏国韶,陈智勇,蒋剑青,莫金海,石焱炯. 岩土工程学报. 2016(08)
本文编号：3359726
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多功能真三轴流固耦合试验系统
2不同初始应力条件下砂岩加卸载力学特性试验研究9图2.2砂岩试样Fig.2.2Sandstonesamples2.3中主应力系数对砂岩加卸载力学特性的影响2.3.1试验方案为了探究中主应力系数对砂岩力学特性的影响，进行了恒定初始最小主应力（σ3i=40MPa）和广义剪应力（q=34.64MPa）、不同中主应力系数（b=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0）条件下砂岩加卸载破坏试验。具体的加卸载应力路径为（初始应力条件见表2.1）：①以力控制方式（2kN/s）同步加载三向应力至σ3i；②保持Z向水平载荷不变，继续以力控制方式（2kN/s）增加X向和Y向应力至σ2i；③保持X向载荷不变，以力控制方式（2kN/s）继续增加Y向应力至σ1i；④以位移控制方式（0.003mm/s）增加最大主应力σ1i，同时以力控制方式（1kN/s）单面卸载σ3i。在此过程中，Z向两个压头，其中一个压头卸载，另外一个压头保持位置不动，试样发生破坏时停止试验。加卸载试验应力路径如图2.3所示。02040608010012014002004006008001000主应力σ/MPa时间t/sσ2（X向）σ3（Z向）σ1σ2σ3静水压力初始应力加载阶段加卸载阶段加卸载起始点峰值应力点σ10σ1（Y向）图2.3加卸载应力路径Fig.2.3Pathsofstressloadingandunloading
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于真三轴单面卸荷强度双折减法修正D-P准则研究[J]. 许文松,赵光明,孟祥瑞,程详. 岩石力学与工程学报. 2018(08)
[2]真三轴加卸载应力路径对原煤力学特性及渗透率影响[J]. 尹光志,刘玉冰,李铭辉,邓博知,刘超,鲁俊. 煤炭学报. 2018(01)
[3]应力Lode角对砂岩变形特性影响[J]. 尹光志,鲁俊,李星,邓博知,刘玉冰,李铭辉. 岩石力学与工程学报. 2017(09)
[4]支护失效对岩爆弹射破坏影响的真三轴试验研究[J]. 苏国韶,莫金海,陈智勇,蒋剑青,石焱炯. 岩土力学. 2017(05)
[5]中间主应力对砂岩扩容及强度特性影响[J]. 尹光志,鲁俊,李星,边光,宋真龙,刘玉冰. 煤炭学报. 2017(04)
[6]不同开采方式下煤岩应力场-裂隙场-渗流场行为研究[J]. 谢和平,张泽天,高峰,张茹,高明忠,刘建锋. 煤炭学报. 2016(10)
[7]不同应力路径下花岗岩三轴加卸载力学响应及其破坏特征[J]. 李地元,孙志,李夕兵,谢涛. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[8]不同卸荷路径下大理岩破坏过程能量演化规律[J]. 丛宇,王在泉,郑颖人,冯夏庭,张黎明. 中南大学学报(自然科学版). 2016(09)
[9]高温后花岗岩岩爆的真三轴试验研究[J]. 苏国韶,陈智勇,尹宏雪,张晓鹤,莫金海. 岩土工程学报. 2016(09)
[10]不同加载速率下岩爆碎块耗能特征试验研究[J]. 苏国韶,陈智勇,蒋剑青,莫金海,石焱炯. 岩土工程学报. 2016(08)
本文编号：3359726
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3359726.html
