砂巖蠕變斷裂及水的流固耦合試驗研究.pdf

1、長時間處于荷載狀態(tài)之中巖石所受到的破壞通常是因為蠕變而引發(fā)的時效性破壞占據(jù)主要作用。蠕變能夠使得巖體的孔隙度出現(xiàn)改變，進而使得滲透特性發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變；而滲透特性的改變會使得滲流場發(fā)生改變，并導(dǎo)致巖體蠕變性質(zhì)發(fā)生改變。因此，蠕變與滲流是相互耦合的。本文通過理論研究、試驗研究以及建立模型等方法對砂巖的蠕變破壞規(guī)律以及地下水對砂巖的蠕變破壞的影響規(guī)律進行了分析研究，主要研究內(nèi)容如下：
　?、偻ㄟ^2000TAW?電液伺服巖石三軸試驗機，利用

2、分級加載方法對巖樣實施三軸壓縮蠕變實驗，在對所獲取的實驗信息進行整合與研究之后，對處于圍壓不同而水壓相同、水壓不同而圍壓相同狀態(tài)下依次獲取時變強度曲線和變形時間曲線、卸圍壓蠕變變形時間曲線。分析了砂巖的蠕變破斷規(guī)律及水對砂巖的蠕變滲流耦合影響規(guī)律。通過實驗得出結(jié)論：圍壓與時變強度之間呈正比關(guān)系，而與蠕變量之間呈反比關(guān)系；存在水壓時，巖石的時變強度降低，蠕變量增加，且水壓越大，時變強度越小，蠕變量在一定范圍內(nèi)增加；卸圍壓蠕變的破壞時間變短

3、，其蠕變量亦出現(xiàn)降低；巖體內(nèi)部存在一個動態(tài)平衡的流固滲流耦合系統(tǒng)，而地下水明顯會加速這種動態(tài)平衡的破壞。試件的滲透系數(shù)和體積應(yīng)變之間存在正相關(guān)的關(guān)系。
　?、诟鶕?jù)砂巖的蠕變特點，在前人研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建砂巖的非線性蠕變模型，根據(jù)實驗蠕變曲線選取構(gòu)建元件，獲取與蠕變模型相關(guān)的蠕變公式與本構(gòu)關(guān)系，進而對如何明確模型參數(shù)進行闡釋。
　?、劾肁NSYS有限元數(shù)值模擬軟件建立試驗非線性蠕變模型，通過分級加載的方式模擬試驗條件，通過分析