本文關(guān)鍵詞：三軸壓縮巖石應(yīng)變軟化及滲透率演化的試驗(yàn)和數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 脆性模量系數(shù) 應(yīng)變軟化 滲透率 三軸壓縮

【摘要】：三軸壓縮下巖石峰后應(yīng)變軟化行為及滲透率演化規(guī)律是巖石工程穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。取新疆巴里坤砂巖樣在室內(nèi)開(kāi)展了三軸壓縮試驗(yàn)和三軸滲流試驗(yàn),獲得了不同圍壓下巴里坤砂巖的全程應(yīng)力應(yīng)變曲線、體積應(yīng)變與滲透率關(guān)系曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著圍壓增加,巖石峰后殘余強(qiáng)度增加,體積擴(kuò)容和脆性減弱;隨著軸向應(yīng)變?cè)黾?巖石先發(fā)生彈性壓縮,空隙空間減小,滲透率降低;當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度,巖石內(nèi)裂隙開(kāi)始擴(kuò)展,滲透率降低速率趨緩;在峰值應(yīng)力后,巖樣破壞,裂隙擴(kuò)展加速,并伴有新裂隙的萌生,巖樣滲透率開(kāi)始快速增長(zhǎng),巖樣的滲透率呈"V"型變化。提出了描述圍壓對(duì)巖石峰后脆性影響的新參數(shù),即脆性模量系數(shù),圍壓與脆性模量系數(shù)之間服從負(fù)指數(shù)關(guān)系�；诖嘈阅Ａ肯禂�(shù)、強(qiáng)度退化指數(shù)和擴(kuò)容指數(shù),建立了考慮圍壓影響的巖石應(yīng)變軟化模型。在分析體積應(yīng)變與巖石滲透率之間關(guān)系基礎(chǔ)上,建立了基于體積應(yīng)變?cè)鐾嘎实膸r石滲透率演化模型。在FLAC下模擬了巴里坤砂巖不同圍壓下的應(yīng)變軟化行為和滲透率演化過(guò)程,結(jié)果表明:巖石應(yīng)變軟化模型能很好地模擬圍壓對(duì)巖石殘余強(qiáng)度、體積擴(kuò)容和峰后脆性的影響;所示模型能較好地模擬圍壓和剪脹對(duì)巖石滲透率的影響;巖樣峰后內(nèi)部出現(xiàn)了明顯的剪切破壞帶,剪切破壞帶與大主應(yīng)力的夾角隨著圍壓的增加而增大。在剪切破壞帶內(nèi)單元的滲透率顯著增長(zhǎng),最后形成了一個(gè)流動(dòng)通道。
【作者單位】： 河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院;遼寧工程技術(shù)大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 脆性模量系數(shù) 應(yīng)變軟化 滲透率 三軸壓縮
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51274079,51274110,51574139)
【分類(lèi)號(hào)】：TU45
【正文快照】： 巖石三軸試驗(yàn)研究表明,在應(yīng)力達(dá)到峰值強(qiáng)度后,巖石通常發(fā)生明顯的應(yīng)變軟化現(xiàn)象。隨著變形增加,峰后巖石內(nèi)部裂隙擴(kuò)展加劇,體積擴(kuò)容加速,滲透率快速增長(zhǎng),巖石的強(qiáng)度下降并逐漸趨于殘余強(qiáng)度。巖石的峰后力學(xué)行為與隧道開(kāi)挖、煤炭和石油等資源開(kāi)發(fā)、地震、巖爆、突透水和瓦斯突出

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