岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2012年
1期
60-70
,共11页
岩石力学%常规力学%蠕变%应力松弛%轴向强度%轴向峰值应变%Burgers模型参数
巖石力學%常規力學%蠕變%應力鬆弛%軸嚮彊度%軸嚮峰值應變%Burgers模型參數
암석역학%상규역학%연변%응력송이%축향강도%축향봉치응변%Burgers모형삼수
在相同围压下,对饱和粉砂质泥岩分别进行常规三轴压缩试验、三轴压缩蠕变试验以及三轴压缩应力松弛试验.基于试验结果,比较3种力学试验得出的岩石试样轴向强度大小以及轴向峰值应变大小,并从岩石破裂机制方面解释岩石强度以及变形差异产生的原因.采用Burgers模型描述粉砂质泥岩的蠕变与应力松弛特性,依据模型参数辨识结果,比较常规力学试验得出的剪切模量G与Burgers蠕变模型和应力松弛模型得出的瞬时剪切模量G1大小关系,并比较Burgers蠕变模型与应力松弛模型对应参数值之间的大小关系.研究结果表明:(1)粉砂质泥岩试样的瞬时强度最大,蠕变长期强度其次,松弛长期强度最小.(2)常规力学试验中试样的轴向峰值应变最大,应力松弛试验中试样的轴向峰值应变其次,蠕变试验中试样的轴向峰值应变最小.(3)常规力学参数G值与Burgers蠕变模型和应力松弛模型参数G1值相差较大,分别是蠕变模型和应力松弛模型参数G1值的64.5,86.8倍.(4)对于G1,G2,η1,η2这4个参数,蠕变模型辨识得出的参数值均较应力松弛模型辨识得出的参数值大.2种模型的G1参数值大小接近,而其他3种参数G2,η1和η2,采用2种模型辨识得出的参数值差别较大,相差1～2个数量级,其中G2参数值相差最小,η1参数值相差最大.与剪切模量G1,G2参数值相比,2种模型的黏滞系数η1,η2参数值相差较大,表明η1,η2对岩石蠕变与应力松弛特性的影响较大.(5)粉砂质泥岩蠕变与应力松弛模型对应参数的比较结果,证明所得出的岩石蠕变与应力松弛模型参数的正确性,与线黏弹性材料不同,岩石的蠕变特性与应力松弛特性是不等同的,不能简单地由岩石的蠕变特性推导得出其应力松弛特性.
在相同圍壓下,對飽和粉砂質泥巖分彆進行常規三軸壓縮試驗、三軸壓縮蠕變試驗以及三軸壓縮應力鬆弛試驗.基于試驗結果,比較3種力學試驗得齣的巖石試樣軸嚮彊度大小以及軸嚮峰值應變大小,併從巖石破裂機製方麵解釋巖石彊度以及變形差異產生的原因.採用Burgers模型描述粉砂質泥巖的蠕變與應力鬆弛特性,依據模型參數辨識結果,比較常規力學試驗得齣的剪切模量G與Burgers蠕變模型和應力鬆弛模型得齣的瞬時剪切模量G1大小關繫,併比較Burgers蠕變模型與應力鬆弛模型對應參數值之間的大小關繫.研究結果錶明:(1)粉砂質泥巖試樣的瞬時彊度最大,蠕變長期彊度其次,鬆弛長期彊度最小.(2)常規力學試驗中試樣的軸嚮峰值應變最大,應力鬆弛試驗中試樣的軸嚮峰值應變其次,蠕變試驗中試樣的軸嚮峰值應變最小.(3)常規力學參數G值與Burgers蠕變模型和應力鬆弛模型參數G1值相差較大,分彆是蠕變模型和應力鬆弛模型參數G1值的64.5,86.8倍.(4)對于G1,G2,η1,η2這4箇參數,蠕變模型辨識得齣的參數值均較應力鬆弛模型辨識得齣的參數值大.2種模型的G1參數值大小接近,而其他3種參數G2,η1和η2,採用2種模型辨識得齣的參數值差彆較大,相差1～2箇數量級,其中G2參數值相差最小,η1參數值相差最大.與剪切模量G1,G2參數值相比,2種模型的黏滯繫數η1,η2參數值相差較大,錶明η1,η2對巖石蠕變與應力鬆弛特性的影響較大.(5)粉砂質泥巖蠕變與應力鬆弛模型對應參數的比較結果,證明所得齣的巖石蠕變與應力鬆弛模型參數的正確性,與線黏彈性材料不同,巖石的蠕變特性與應力鬆弛特性是不等同的,不能簡單地由巖石的蠕變特性推導得齣其應力鬆弛特性.
재상동위압하,대포화분사질니암분별진행상규삼축압축시험、삼축압축연변시험이급삼축압축응력송이시험.기우시험결과,비교3충역학시험득출적암석시양축향강도대소이급축향봉치응변대소,병종암석파렬궤제방면해석암석강도이급변형차이산생적원인.채용Burgers모형묘술분사질니암적연변여응력송이특성,의거모형삼수변식결과,비교상규역학시험득출적전절모량G여Burgers연변모형화응력송이모형득출적순시전절모량G1대소관계,병비교Burgers연변모형여응력송이모형대응삼수치지간적대소관계.연구결과표명:(1)분사질니암시양적순시강도최대,연변장기강도기차,송이장기강도최소.(2)상규역학시험중시양적축향봉치응변최대,응력송이시험중시양적축향봉치응변기차,연변시험중시양적축향봉치응변최소.(3)상규역학삼수G치여Burgers연변모형화응력송이모형삼수G1치상차교대,분별시연변모형화응력송이모형삼수G1치적64.5,86.8배.(4)대우G1,G2,η1,η2저4개삼수,연변모형변식득출적삼수치균교응력송이모형변식득출적삼수치대.2충모형적G1삼수치대소접근,이기타3충삼수G2,η1화η2,채용2충모형변식득출적삼수치차별교대,상차1～2개수량급,기중G2삼수치상차최소,η1삼수치상차최대.여전절모량G1,G2삼수치상비,2충모형적점체계수η1,η2삼수치상차교대,표명η1,η2대암석연변여응력송이특성적영향교대.(5)분사질니암연변여응력송이모형대응삼수적비교결과,증명소득출적암석연변여응력송이모형삼수적정학성,여선점탄성재료불동,암석적연변특성여응력송이특성시불등동적,불능간단지유암석적연변특성추도득출기응력송이특성.
