环向控制速率对砂岩力学特性影响的试验研究

作     者：何志磊 

作者机构：华北水利水电大学岩土工程与水工结构研究院 

出 版 物：《长江科学院院报》 (Journal of Changjiang River Scientific Research Institute)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：河南省高等学校重点科研项目（23A410001） 河南省自然科学基金青年项目（232300420318） 

主　　题：砂岩 脆性破坏 II类曲线 环向控制速率 耗散能 

摘      要：为研究环向控制速率对砂岩力学特性的影响，利用MTS刚性试验机开展了不同环形控制速率下砂岩的单轴压缩变形试验，分析了环向控制速率对砂岩应力-应变曲线、特征应力、脆性特征和破坏模式的影响，探讨了不同环向控制速率作用下岩石破坏过程中能量演化规律。试验结果表明，环向控制速率对峰前的变形规律和峰值强度影响较小，但在峰后出现应力和应变同时减小的变化特征，并且随着环向控制速率的减小，峰后的应力应变曲线出现应力反复下降、升高的现象，体积应变在峰后也表现出同样的变化规律；环向控制速率对岩石的脆性基本没有影响，但随着环向控制速率的减小，岩石破坏所需的时间急剧增大。与轴向控制的结果相比较，环向控制下岩石破坏以剪切为主，峰前的总的耗散能比轴向控制的要小，但在峰后随着控制速率的减小，岩石变形中的耗散能逐渐增多，减弱了峰后破坏的剧烈程度，使得峰后破坏变得可控，为获取完整的应力应变曲线提供有利条件，而轴向控制作用下岩石破坏以轴向劈裂为主，峰后侧向应变急剧增大，破坏速度快且剧烈。研究成果是岩石率效应问题的有效补充，可为脆性岩石在环向控制下的变形规律研究提供一定参考。