洛河砂巖解凍后物理力學(xué)特性及損傷破壞規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文以小莊煤礦富水洛河砂巖地層井筒半深凍結(jié)法鑿井為工程依托,圍繞砂巖一次凍融循環(huán)問題開展研究。通過理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對洛河砂巖解凍后的物理力學(xué)特性及損傷破壞規(guī)律進(jìn)行了研究。主要結(jié)論有:
　　(1)通過單軸試驗(yàn),分析了砂巖在常溫飽水、凍結(jié)和解凍三種狀態(tài)下的力學(xué)特性和變形特性,研究了凍融砂巖的單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量在不同溫度條件下的大小和變化規(guī)律,研究表明,凍融砂巖彈性模量及單軸壓縮強(qiáng)度與凍結(jié)溫度的關(guān)系均可用二

2、次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合。
　　(2)對砂巖進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)的同時(shí)記錄砂巖破壞全過程的聲發(fā)射特征參數(shù),研究表明:砂巖在常溫飽水、凍結(jié)和解凍三種狀態(tài)下的變形與聲發(fā)射活動(dòng)存在較好的對應(yīng)性,且累計(jì)能量與聲發(fā)射累計(jì)計(jì)數(shù)曲線圖發(fā)展規(guī)律比較吻合。
　　(3)對巖石的凍融損傷機(jī)理進(jìn)行分析,基于推廣后的應(yīng)變等價(jià)原理與單軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果,得到了不同凍結(jié)溫度下砂巖的凍融損傷演化方程和相應(yīng)的損傷應(yīng)力—應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系。模型計(jì)算得到的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系與試驗(yàn)結(jié)果基本