三轴应力作用下水对岩石应力松弛特性影响作用试验研究

发布时间：2017-06-25 06:00

  本文关键词：三轴应力作用下水对岩石应力松弛特性影响作用试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采用RLJW 2000岩石三轴流变伺服仪,在相同试验条件下分别对干燥与饱水状态下的粉砂质泥岩进行室内三轴压缩应力松弛试验。依据试验结果,分析了松弛稳定后水对岩石总应力松弛量、总应力松弛度、松弛稳定时间、平均应力松弛速率的影响作用,并且分析了松弛过程中随时间的增加水对岩石应力松弛量、应力松弛度、应力松弛速率影响作用的变化趋势。考虑粉砂质泥岩流变参数的损伤劣化效应,以Hooke-Kelvin模型为基础,引入损伤变量对模型进行改进,建立了岩石的非线性应力松弛损伤模型。应用Levenberg-Marquardt算法,辨识得出干燥与饱水岩石的应力松弛损伤模型参数。基于辨识结果,研究了水对岩石非线性应力松弛损伤模型参数的影响作用。研究结果表明:(1)由于水的影响作用,松弛稳定后粉砂质泥岩的总应力松弛量减少、总应力松弛度增大、松弛达到稳定的时间增长;松弛过程中,随时间的增加,水对粉砂质泥岩应力松弛量与应力松弛度的影响作用减弱。(2)由于水的影响作用,粉砂质泥岩的平均应力松弛速率减小,各时刻岩石的应力松弛速率降低;松弛过程中,随时间的增加,水对粉砂质泥岩应力松弛速率衰减的影响作用增强。(3)粉砂质泥岩应力松弛过程中,水对岩石的黏性力学特性影响作用较大,而对岩石的瞬时弹性和黏弹性力学特性影响作用相对较小。(4)粉砂质泥岩的应力松弛损伤受应变水平、时间以及水3种因素的共同影响,而非线性应力松弛损伤模型可以有效地反映3种因素对岩石应力松弛参数的综合损伤弱化作用。(5)水对粉砂质泥岩应力松弛特性的影响作用是极其显著的,水极大地增强了岩石的时效特征,改变了粉砂质泥岩的应力松弛特性。因此,在重大工程设计和施工中,不能忽视水对岩石应力松弛特性的影响作用。
【作者单位】： 华北水利水电大学资源与环境学院;
【关键词】： 岩石力学 粉砂质泥岩 应力松弛 非线性损伤模型
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51309100) 水利部公益性行业科研专项经费资助项目(201301034) 河南省高等学校青年骨干教师资助计划
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言流变特性是岩石的重要力学特性之一,与工程的长期稳定和安全密切相关。岩石的流变力学特性受岩石组构、应力大小、加载路径、水以及温度等多方面因素的影响,其中水是影响岩石、特别是软岩流变力学特性的重要因素之一。水与岩石之间的物理、化学以及力学作用,不仅使岩石的

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邱贤德，庄乾城;岩盐流变特性的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年04期

2 李华亮;易顺华;邓清禄;;三峡库区巴东组地层的发育特征及其空间变化规律[J];工程地质学报;2006年05期

3 梁冰;李平;;孔隙压力作用下圆形巷道围岩的蠕变分析[J];力学与实践;2006年05期

4 杨彩红;王永岩;李剑光;高菲;;含水率对岩石蠕变规律影响的试验研究[J];煤炭学报;2007年07期

5 朱合华,叶斌;饱水状态下隧道围岩蠕变力学性质的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2002年12期

6 李铀,朱维申,白世伟,杨春和;风干与饱水状态下花岗岩单轴流变特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2003年10期

7 朱杰兵;汪斌;邬爱清;;锦屏水电站绿砂岩三轴卸荷流变试验及非线性损伤蠕变本构模型研究[J];岩石力学与工程学报;2010年03期

8 于怀昌;周敏;刘汉东;黄志全;姜彤;;粉砂质泥岩三轴压缩应力松弛特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年04期

9 曹平;郑欣平;李娜;张向阳;;深部斜长角闪岩流变试验及模型研究[J];岩石力学与工程学报;2012年S1期

10 许宏发;软岩强度和弹模的时间效应研究[J];岩石力学与工程学报;1997年03期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 付志前;单向土工格栅加筋土的流变模型[J];四川建筑科学研究;2004年02期

2 程华龙,郝加和;水对不良工程地质影响的分析[J];安徽地质;2002年04期

3 陈艳,刘宁;润扬大桥北锚变更方案的变形和应力比较[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期

4 颜和平;李典友;;水对不良工程地质影响的分析[J];安徽农学通报;2007年13期

5 廖彩凤,周顺华;浅埋暗挖地铁车站合理埋深探讨[J];地下空间;1999年02期

6 王红伟,王希良,彭苏萍,周瑞光;软岩巷道围岩流变特性试验研究[J];地下空间;2001年S1期

7 刘学增,熊少明,刘沛;层状地层粘弹性优化反分析与混合遗传算法[J];地下空间;2003年04期

8 赵永辉;润扬长江大桥北锚碇土体流变特性的试验研究[J];地下空间;2003年04期

9 郑永来,潘杰,韩文星;软土地铁隧道沉降分析[J];地下空间与工程学报;2005年01期

10 徐素国,愪保平,梁卫国,赵阳升;钙芒硝盐岩力学特性的研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张志毅;孟海利;杨年华;薛里;;爆炸加固软土地基机理的试验研究[A];中国力学学会工程爆破专业委员会《2011全国爆破理论研讨会》论文选编[C];2011年

2 章仕灵;邵顺安;陈海兵;李先章;邓涛;;闽南风化凝灰熔岩强度特性的试验研究[A];运营安全与节能环保的隧道及地下空间建设第2届学术研讨会交流报告[C];2011年

3 王志俭;殷坤龙;简文星;;万州区红层软弱夹层蠕变试验研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

4 于浩;李海芳;温彦锋;徐泽平;;九甸峡堆石料三轴蠕变试验初探[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

5 陈国庆;冯夏庭;周辉;陈炳瑞;黄书岭;张传庆;;锦屏二级水电站引水隧洞长期稳定性数值分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

6 齐明山;徐正良;崔勤;宁佐利;;厦门海底隧道围岩流变特性及其特征曲线[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

7 黄明;刘新荣;;周期循环荷载下Kelvin蠕变模型特性探讨[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

8 唐世斌;唐春安;李连崇;张永彬;;湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年

9 孙强;秦四清;马平;;岩石蠕变的应力-应变比分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年

10 韩庚友;王思敬;张晓平;王彦兵;赵国斌;马超锋;;分级加载下薄层状岩石蠕变特性研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届（2010年度）学术年会论文集(下)[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年

2 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年

3 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

4 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

5 郭小红;厦门翔安海底隧道风化槽衬砌结构稳定性研究[D];北京交通大学;2011年

6 赵闯;岩石粘弹性质的实验研究[D];中国科学技术大学;2011年

7 杨文东;复杂高坝坝区边坡岩体的非线性损伤流变力学模型及其工程应用[D];山东大学;2011年

8 刘钦;炭质页岩隧道软弱破碎围岩大变形机理与控制对策及其应用研究[D];山东大学;2011年

9 杨奇;高速铁路桥梁桩基础变形性状试验与工后沉降研究[D];中南大学;2011年

10 陈铖;基于模糊集塑性理论的无粘性土循环荷载本构模型研究[D];中南大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年

2 陈云娟;类岩石材料蠕变本构试验研究及基于FLAC~（3D）实现[D];山东科技大学;2010年

3 张仰强;石膏蠕变特性及矿房矿柱长期稳定性研究[D];山东科技大学;2010年

4 刘心广;济二煤矿深部巷道支护技术及应用研究[D];山东科技大学;2010年

5 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年

6 邓超荣;基于破碎围岩条件的小间距隧道围岩稳定性分析[D];长沙理工大学;2010年

7 许豪;南宁非饱和膨胀土流变特性试验研究[D];湖南工业大学;2010年

8 滕珂;膨胀土固结与蠕变试验研究[D];湖南工业大学;2010年

9 夏亚东;高分子材料的线性与非线性分数算子本构关系研究[D];暨南大学;2010年

10 李永永;小净距软弱围岩隧道二衬支护参数研究[D];浙江大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 仵彦卿;地下水与地质灾害[J];地下空间;1999年04期

2 丁秀丽,刘建,刘雄贞;三峡船闸区硬性结构面蠕变特性试验研究[J];长江科学院院报;2000年04期

3 邬爱清;周火明;胡建敏;钟作武;朱杰兵;陈汉珍;郝庆泽;;高围压岩石三轴流变试验仪研制[J];长江科学院院报;2006年04期

4 车用太,唐毅,鱼金子,张大维,纪辉;不同结构的岩石试件变形破坏与孔隙压力关系的实验研究[J];地震;1995年04期

5 陈祖安，伍向阳;三轴应力下岩石蠕变扩容的微裂纹扩展模型[J];地球物理学报;1994年S2期

6 杨淑碧，徐进，董孝璧;红层地区砂泥岩互层状斜坡岩体流变特性研究[J];地质灾害与环境保护;1996年02期

7 邱贤德，庄乾城;岩盐流变特性的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年04期

8 殷跃平,胡瑞林;三峡库区巴东组(T_2b)紫红色泥岩工程地质特征研究[J];工程地质学报;2004年02期

9 李守定,李晓,张年学,廖秋林;三峡库区侏罗系易滑地层沉积特征及其对岩石物理力学性质的影响[J];工程地质学报;2004年04期

10 杨彩红;王永岩;李春林;;含水率变化对深部工程岩体蠕变规律的影响[J];化工矿产地质;2007年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘小伟;引洮工程红层软岩隧洞工程地质研究[D];兰州大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张向阳;金川二矿区深部岩石力学性及岩石流变损伤分析[D];中南大学;2010年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 伍向阳;岩石的应力松弛、应变硬化和应变软化[J];地球物理学进展;1996年04期

2 周文锋;沈明荣;;规则齿型结构面的应力松弛特性试验研究[J];土工基础;2014年02期

3 于怀昌;周敏;刘汉东;黄志全;姜彤;;粉砂质泥岩三轴压缩应力松弛特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年04期

4 于怀昌;李亚丽;刘汉东;;粉砂质泥岩常规力学、蠕变以及应力松弛特性的对比研究[J];岩石力学与工程学报;2012年01期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 伍向阳;;大理岩不同形变阶段的应力松弛特性[A];第四届全国构造物理、第二届全国高温高压联合学术讨论会论文摘要[C];1989年

  本文关键词：三轴应力作用下水对岩石应力松弛特性影响作用试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：480967