长江科学院院报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (8): 105-111.DOI: 10.11988/ckyyb.20220207
童立红1,2, 伍冰妮1,2, 吴琳琳1,2, 徐长节1,2
TONG Li-hong 1,2, WU Bing-ni1,2, WU Lin-lin1,2, XU Chang-jie 1,2
摘要: 明确荷载作用下的岩石损伤演化特性是分析岩石破坏机理的关键。通过引入与应变相关的宏观模量数学模型,建立了砂岩应变相关变形本构模型;基于损伤力学理论,结合所建立的本构模型,进一步分析了砂岩损伤演化规律;最后,使用岩石三轴加载系统,开展了不同加载速率和围压条件下的岩石单轴和三轴压缩试验,系统地验证了砂岩损伤演化模型的合理性。基于所建立的损伤模型,得到了砂岩初始损伤ω0,破坏损伤ωf和总损伤ωt。结果表明:在加载速率处于0.0~0.5 mm/min范围内变化时,加载速率对3种损伤的演化影响较小;围压在0~10 MPa范围内变化时,随着围压的增大,砂岩的初始损伤和总损伤不断减小,破坏损伤则几乎保持不变;破坏损伤作为岩石损伤阈值,受加载速率及围压影响较小且在一定范围内波动,这表明岩石内部裂纹扩展是使其破坏的诱因。最后,结合所提出的本构模型和损伤理论,确定了一种估算岩石原位模量的方法,可为相关工程提供理论参考。
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