砂岩力学特性与本构方程

发布时间：2025-01-13 22:28

　　 采用MTS815岩石力学测试系统和CT机对高围压下砂岩的变形规律和断裂特征进行了试验研究,得到岩石应力应变全过程曲线。研究表明,岩石变形规律分为初始压密、弹性变形、应变硬化、应变软化4个阶段;随围压的增高,岩石的强度和残余强度增大,峰值应力点对应的轴向应变、横向应变增大,弹性变形阶段增长,岩石呈脆性-塑性-延性转变;三轴压缩试验试件破坏形式为剪切破坏,且破裂面与水平方向的夹角随围压的增高而减小。根据岩石的变形规律,对邓肯-张(Duncan-Chang)本构方程进行了改进,改进的本构方程能更好地描述岩石的变形特性。

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【部分图文】：

图3 砂岩的剪切破坏

图2岩石轴向应力与轴向、横向、体应变曲线2邓肯-张本构方程

图4 邓肯- 张模型应力差与轴向应变曲线

(σ1-σ3)ult——双曲线的渐近值,即极限强度,MPa。2.2切线弹性模量

图5 改进的邓肯- 张本构方程

式中:ε1m——应力峰值点对应的轴向应变值,ε%。根据图1的实验数据,得到式(7)中a、b、c的参数值,改进的邓肯-张模型对不同围压下的岩石应力应变试验曲线的拟合结果如图6所示。由图6可知,应力峰值前,试验曲线与理论曲线吻合得很好,误差小于3%,改进的模型能更好地描述岩石的初始....

本文编号：4025993