三轴加卸载下层理砂岩的脆性特性(英文)

作者:宋治祥; 张俊文*; 赵善坤; 吴少康; 孙小岩; 董续凯; 张杨
来源:Journal of Central South University (English Edition), 2023, 30(07): 2234-2251.

摘要

准确定量表征煤或岩石的脆性对有效估测深部工程的开挖效率具有重要意义。层理砂岩在全生命周期演化过程中所受到的应力演化特征必然会伴随有能量演化过程。因此,基于上述能量演化特征,本文提出“三阶段”三轴加卸载应力路径,获得损伤演化规律,并定义了脆性指数BI16。研究结果表明:1)围压可以提高层理砂岩的承载力和塑性变形抵抗能力。此外,加载方式和围压对塑性体积变形的抵抗能力存在显著影响,而倾角对其影响则较小。2)层理砂岩在常规三轴加载条件下的峰前损伤演化过程可划分为三个阶段。同时,层理砂岩在三轴加卸载条件下的峰前损伤演化过程则可划分为四个阶段。3)层理砂岩的整个变形过程会显著影响其脆性,且脆性是动态的、并非恒定的。上述研究结论可为准确估算深地工程的开挖效率提供依据。