動應(yīng)力場-滲流場耦合作用下砂巖流變損傷特性試驗研究.pdf

1、機(jī)械振動、交通荷載、地震等產(chǎn)生的動應(yīng)力場與降雨等因素所產(chǎn)生的滲流場耦合，會加快軟巖的流變損傷，導(dǎo)致滑坡、崩塌、泥石流等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。因此，加強(qiáng)對動應(yīng)力場-滲流場耦合作用下軟弱巖體的動態(tài)流變損傷特性的研究具有重要的理論和實際意義。論文以軟弱砂巖為研究對象，利用重慶大學(xué)煤炭災(zāi)害與控制國家重點實驗室的RLW-2000M煤巖三軸流變試驗機(jī)研究了砂巖在動應(yīng)力場-滲流場耦合作用下的動態(tài)流變損傷特性。具體的研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過采集-

2、鉆芯-切割-打磨-浸泡等過程制備飽和的砂巖試樣，根據(jù)砂巖試樣的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線及試驗設(shè)備的實際情況合理的確定試驗方案。
　　(2)制備4組飽和的砂巖試樣，試驗過程中的圍壓和滲流壓力不變，使試樣分別在呈正弦變化的四種不同頻率的動態(tài)荷載下振動，每一組試驗的動載分四個級別施加，直至試樣發(fā)生破壞，研究動載大小及動載頻率對砂巖軸向變形、徑向變形、軸向應(yīng)變速率、徑向應(yīng)變速率、軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線、徑向應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響特性。
　　(3)

3、制備4組飽和的砂巖試樣，試驗過程中的圍壓和動載頻率不變，使試樣分別在呈正弦變化的四種不同動載范圍的荷載下振動，每一組試驗的滲流壓力分四個級別施加，直至試樣發(fā)生破壞，研究滲流壓力及動載大小對砂巖軸向變形、徑向變形、軸向應(yīng)變速率、徑向應(yīng)變速率、軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線、徑向應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響特性。
　　(4)基于試樣在試驗過程中能量耗散演化規(guī)律，選取每個試樣在不同分級加載階段下初期的一個滯回環(huán)研究，計算其能量耗散的大小，分析動載大小、動載

4、頻率、滲流壓力對試樣的能量耗散影響特性，從而揭示能量耗散與試樣損傷演化之間的相互關(guān)系。
　　(5)選取軸向動應(yīng)變作為損傷變量，經(jīng)理論推導(dǎo)得到試樣的損傷度表達(dá)式，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)得到試樣損傷度的變化規(guī)律，基于能量耗散規(guī)律建立了試樣的損傷演化模型，在此基礎(chǔ)上利用origin8.0軟件對已建立的損傷演化模型中的參數(shù)進(jìn)行擬合，得到了試樣的損傷演化方程。
　　(6)根據(jù)已有的流變模型，建立砂巖試樣的流變損傷力學(xué)模型，考慮動載和滲流對試樣