在循环装载和卸载试验下,研究含水砂岩的变形和宏微损伤特征
Zhainan Zhang1, Xiao-Lou Chi1, Ke Yang1,2
1State Key Laboratory of Mining Response and Disaster Prevention and Control in Deep Coal Mines, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China.
水含量显著影响砂岩的机械行为. 增加的水含量降低了弹性模量,改变了损伤的演变,高矿起到了关键作用.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 岩石机械学 岩石机械学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 了解在循环负荷下地下岩石质量变形对于工程安全至关重要.
- 水与岩石的相互作用极大地影响了岩石质量的稳定性和机械性能.
研究的目的:
- 研究在循环负荷下具有不同含水量的砂岩的变形特征和损伤演变.
- 建立结合损害演变方程,考虑含水量和负载周期.
主要方法:
- 在不同含水量 (干燥,不和,和) 的砂岩上进行单轴和循环加载-卸载试验.
- 用X射线衍射 (XRD) 和扫描电子显微镜 (SEM) 进行微观结构分析.
- 弹性模量,循环波桑比率和不可逆向应变的分析.
主要成果:
- 增加的水含量逐渐降低了负载弹性模量.
- 通过XRD/SEM识别的考利尼特随着含水量增加而增加,因其水友性和可膨胀性而导致弹性模量减少.
- 循环波桑比率显示了三个不同的阶段,循环增加,并随着含水量增加而增加.
- 韦布尔分布参数"m"表明微元素强度分布和内部断裂发展的变化.
结论:
- 水含量是控制砂岩在循环负荷下变形和损坏的关键因素.
- 考利尼特的特性显著影响含水砂岩的机械降解.
- 已建立的损害进化模型为预测地下工程中的岩石质量行为提供了洞察力.
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