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尹光志团队发现真三轴应力下砂岩扩容存在明显阶段性

2017-06-15

  尽管国内许多学者已对岩石在不同条件下的变形及强度特性进行了大量研究,但一些理论和试验均是在常规三轴应力(σ1﹥σ2=σ3)条件下进行的,忽略了中间主应力σ2对岩石变形、强度等方面的影响,这与实际工程中的应力分布情况不相符。


  尹光志团队利用自主研发的多功能真三轴耦合试验系统进行了此项研究。为了减少因岩块的差异对强度和变形的影响,试验所用的砂岩岩样取自均质性良好的完整岩块,用切割机将岩石切割成100 mm×100 mm×100 mm的正方体试件,然后利用磨床将试件打磨至不平行度和不垂直度均小于0.02 mm。


  图1 多功能真三轴流固耦合试验系统


  在真三轴应力(σ1﹥σ2﹥σ3)条件下,扩容起点随中主应力系数b的增大而呈递减趋势。应力加载过程中扩容存在明显的阶段性:随最大主应力的增加,稳定压缩段,体应变近似呈线性递增趋势;加速扩容段,体应变近似呈二次函数增大,且应变速率呈线性增大。保持体应力不变条件下,砂岩峰值强度随中主应力系数b的增大而逐渐降低,符合修正Lade准则。试验应力条件下,岩样主要发生双斜面对称剪切破坏,剪切破坏面倾角随b的增加呈线性增大。


  该项研究得到了国家自然科学基金、2016重庆市科研创新项目的资金支持。


  文章来源:尹光志,鲁俊,李星,等.中间主应力对砂岩扩容及强度特性影响[J].煤炭学报,2017,42(4):879-885.


  作者简介:尹光志(1962—),男,四川西昌人,教授,博士生导师。E-mail:gzyin@cqu.edu.cn


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  责任编辑:宫在芹
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