循环荷载作用下含倾斜单裂隙砂岩力学响应特征及渗流演化规律
Mechanical response characteristics and seepage evolution patbern of sandstone with an inclined single fracture under cyclic loading作者机构：安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省关闭废弃矿井资源开发利用工程研究中心安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽合肥230031 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201
出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)
年 卷 期：2025年第46卷第1期
页 面：199-212页
核心收录：
学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学]
基 金：安徽高校自然科学研究项目(No.2022AH050811) 安徽理工大学引进人才基金(No.2021yjrc30) 安徽理工大学校级重点项目(No.QNZD2021-06)
摘 要：为了研究循环荷载对裂隙岩体力学破坏特征和渗流演化规律的影响,开展轴压和孔压低频多次循环加卸载条件下含倾斜粗糙单裂隙砂岩的应力-渗流耦合试验。结果表明:在应力的作用下,岩样沿预制裂隙面发生相对滑移,裂隙表面凸起在滑移过程中发生磨损、剪断,凸起的剪断和磨损会导致加载过程中应力的小幅跌落,也是导致流量在压缩过程中发生波动的主要原因;对于含倾斜单裂隙的试样,其强度主要取决岩块是否沿预制裂隙面产生滑移和孔压的大小;在轴压循环加卸载过程中,裂隙岩体随着循环次数的增加产生损伤劣化,试样抵抗变形的能力变弱,表现为弹性模量非线性下降,泊松比非线性上升;孔压循环加卸载会减短衰减蠕变段的时间,在稳定蠕变阶段会减小蠕变的应变率;循环加卸载过程中流量是一个动态演化的过程,在加载初期,因为裂隙在应力的作用下发生闭合,流量呈下降趋势,随后流量随着轴压的循环加载―卸载而减小―增大;基于灰度阈值分割方法可以将裂隙的连通域和接触域较好的分离开,连通域与整个裂隙面面积相比得到的裂隙连通率Ф,最终流量随分形维数D与裂隙连通率Ф的增大呈指数级增大。
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