拉壓循環(huán)荷載下砂巖的力學(xué)及蠕變特性研究.pdf

1、在巖體工程中巖石承受的應(yīng)力環(huán)境非常復(fù)雜，受到拉伸與壓縮反復(fù)加卸載作用的情況經(jīng)常發(fā)生，如地下油氣注采過程中注采荷載對圍巖的作用等。本文以砂巖為例進行拉伸與壓縮循環(huán)荷載下的疲勞和蠕變試驗，研究砂巖在拉壓循環(huán)荷載作用下的力學(xué)特性，揭示砂巖加載-卸荷-卸荷拉伸下的變形規(guī)律，并深入探討砂巖在這種復(fù)雜應(yīng)力路徑下的蠕變特性，建立非線性蠕變模型。論文主要研究工作如下：
　　①運用改進的拉壓連接裝置在INSTRON1342試驗機上進行砂巖定應(yīng)力和增

2、應(yīng)力拉壓循環(huán)荷載試驗，探討了砂巖在拉壓循環(huán)荷載作用下的主要力學(xué)特性，如軸向應(yīng)變、變形模量和能量損傷隨應(yīng)力水平和循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律等。
　　②利用設(shè)計開發(fā)的杠桿式巖石拉壓流變試驗儀對砂巖進行定應(yīng)力和增應(yīng)力拉壓循環(huán)蠕變試驗，研究砂巖在拉壓循環(huán)荷載作用下的蠕變特性，如瞬時應(yīng)變、蠕變變形、蠕變速率和體積蠕變變形與應(yīng)力水平和循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系等。
　?、刍诶瓑貉h(huán)試驗結(jié)果，得到砂巖拉壓循環(huán)破壞門檻值的一個范圍。根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線，計算

3、變形模量和能量損傷，基于能量耗散分析建立能量損傷與壓應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系式，該方程能夠很好的描述砂巖能量損傷演化過程。
　　④基于拉壓循環(huán)蠕變試驗結(jié)果，分析應(yīng)力和循環(huán)對瞬時應(yīng)變和蠕變量的影響，研究了增應(yīng)力蠕變試驗的體積蠕變，以及每一級荷載的蠕變速率隨時間的變化規(guī)律，比較了最后一級荷載下長時蠕變的衰減蠕變、穩(wěn)態(tài)蠕變和加速蠕變?nèi)齻€階段，以及最終的蠕變破壞特性。
　?、莞鶕?jù)砂巖增應(yīng)力拉壓循環(huán)蠕變試驗結(jié)果，比較試驗曲線與Burg