動應力場-滲流場耦合作用下砂巖流變損傷特性試驗研究.pdf

1、機械振動、交通荷載、地震等產生的動應力場與降雨等因素所產生的滲流場耦合，會加快軟巖的流變損傷，導致滑坡、崩塌、泥石流等嚴重的地質災害。因此，加強對動應力場-滲流場耦合作用下軟弱巖體的動態流變損傷特性的研究具有重要的理論和實際意義。論文以軟弱砂巖為研究對象，利用重慶大學煤炭災害與控制國家重點實驗室的RLW-2000M煤巖三軸流變試驗機研究了砂巖在動應力場-滲流場耦合作用下的動態流變損傷特性。具體的研究內容如下:
　　(1)通過采集-

2、鉆芯-切割-打磨-浸泡等過程制備飽和的砂巖試樣，根據砂巖試樣的全應力-應變曲線及試驗設備的實際情況合理的確定試驗方案。
　　(2)制備4組飽和的砂巖試樣，試驗過程中的圍壓和滲流壓力不變，使試樣分別在呈正弦變化的四種不同頻率的動態荷載下振動，每一組試驗的動載分四個級別施加，直至試樣發生破壞，研究動載大小及動載頻率對砂巖軸向變形、徑向變形、軸向應變速率、徑向應變速率、軸向應力-應變曲線、徑向應力-應變曲線的影響特性。
　　(3)

3、制備4組飽和的砂巖試樣，試驗過程中的圍壓和動載頻率不變，使試樣分別在呈正弦變化的四種不同動載范圍的荷載下振動，每一組試驗的滲流壓力分四個級別施加，直至試樣發生破壞，研究滲流壓力及動載大小對砂巖軸向變形、徑向變形、軸向應變速率、徑向應變速率、軸向應力-應變曲線、徑向應力-應變曲線的影響特性。
　　(4)基于試樣在試驗過程中能量耗散演化規律，選取每個試樣在不同分級加載階段下初期的一個滯回環研究，計算其能量耗散的大小，分析動載大小、動載

4、頻率、滲流壓力對試樣的能量耗散影響特性，從而揭示能量耗散與試樣損傷演化之間的相互關系。
　　(5)選取軸向動應變作為損傷變量，經理論推導得到試樣的損傷度表達式，并根據試驗數據得到試樣損傷度的變化規律，基于能量耗散規律建立了試樣的損傷演化模型，在此基礎上利用origin8.0軟件對已建立的損傷演化模型中的參數進行擬合，得到了試樣的損傷演化方程。
　　(6)根據已有的流變模型，建立砂巖試樣的流變損傷力學模型，考慮動載和滲流對試樣