页岩在卸载行动下发生的微观损伤的进化特征
Yanxu Liang1, Haicheng She1,2, Wangji Ding1
1School of Urban Construction, Yangtze University, Jingzhou, China.
岩石中的卸载干扰会造成微观损伤,增加裂和改变孔径. 较高的卸载幅度显著加快岩石损伤,并降低机械性能,如剪切强度.
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:
- 了解在卸载过程中的岩石损伤演变对于地质技术稳定性至关重要.
- 微观损伤显著影响岩石的机械性能.
研究的目的:
- 为了研究岩石的微观损伤进化规律,这些岩石受到不同幅度的卸载干扰.
- 分析卸载幅度对岩石孔隙结构和机械性能的影响.
主要方法:
- 使用了电子显微镜扫描和核磁共振 (NMR).
- 进行了三轴压缩试验,以评估机械性能.
- 使用了一种新的孔径比 (dmax/dmin) 和T2能量谱分析.
主要成果:
- 卸载幅度的增加导致了更多的剪切延伸裂和从微孔转向宏孔的转变.
- 岩石孔隙比和膨胀率在20MPa卸载幅度以下缓慢增加,然后在20MPa卸载幅度以上显著增加.
- 页岩切削强度,弹性模量和切削强度随着卸载幅度的增加而下降,而Poisson的比率保持相对稳定.
结论:
- 该研究建立了未加载扰动岩石的统计损伤模型,并通过实验数据验证.
- 微观损伤的演变与卸载幅度直接相关.
- 岩石的机械性能随着卸载干扰的增加而显著降解.
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