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煤系砂岩真三轴试验及细观模拟研究
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作者 孟星宇 陆银龙 +1 位作者 王连国 张扬 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2019年第2期66-69,共4页
研究真三轴应力状态下岩石变形破坏特征及其机理,对于深地工程研究有着极高的指导价值与现实意义,结合室内真三轴试验,通过颗粒流离散元程序PFC3D对真三轴应力状态下岩石的变形破坏过程进行了细观数值计算分析。研究发现:随着中间主应... 研究真三轴应力状态下岩石变形破坏特征及其机理,对于深地工程研究有着极高的指导价值与现实意义,结合室内真三轴试验,通过颗粒流离散元程序PFC3D对真三轴应力状态下岩石的变形破坏过程进行了细观数值计算分析。研究发现:随着中间主应力的增加,煤系砂岩强度呈先增加后减小的趋势,对比数值模拟结果则为随着中间主应力的增加,拉黏结破坏百分比呈先减小后增大的趋势。岩石破坏是由其内部大量微裂纹拉伸扩展连接所引起的,往往剪切裂纹出现伴随有大量的张拉裂纹;同时总黏结破坏数曲线拐点的变化说明,中间主应力在真三轴试验条件下对岩石的破坏先起保护作用随后起加剧破坏作用。 展开更多
关键词 真三轴条件 PFC3D数值模拟 岩石破坏 细观模拟
真三轴条件下砂岩强度、变形及破坏特征试验研究 被引量:1
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作者 李文帅 王连国 +1 位作者 陆银龙 李兆霖 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期191-197,共7页
研究真三轴应力状态下岩石强度、变形及破坏模式对于科学准确地预测和评价地下岩石工程稳定性具有重要的意义。通过自主研制的真三轴电液伺服控制系统开展一系列砂岩真三轴加载试验,结合CT扫描技术,系统研究了不同中间主应力影响下砂岩... 研究真三轴应力状态下岩石强度、变形及破坏模式对于科学准确地预测和评价地下岩石工程稳定性具有重要的意义。通过自主研制的真三轴电液伺服控制系统开展一系列砂岩真三轴加载试验,结合CT扫描技术,系统研究了不同中间主应力影响下砂岩强度、变形及破裂特征。研究发现:随着中间主应力的增加,砂岩强度呈先增加后减小的趋势;中间主应力的增加促使该加载方向变形逐渐受到抑制,侧向膨胀主要沿最小主应力加载方向,并出现先减小后明显加快的趋势,中间主应力由对岩石的保护作用逐渐演变为损伤作用;真三轴条件下,岩样内部出现两条规则的破裂面,裂纹面沿着σ2方向,倾向于σ3方向,整体破裂形态较规整,岩样破裂面表面积随中间主应力的增加呈先减小后增加的趋势。本文研究成果对于更深入的理解真三轴条件下砂岩力学行为及破坏特征有一定的意义。 展开更多
关键词 真三轴条件 强度 变形 CT扫描 破坏行为
真三维状态下土体强度及变形分叉影响 被引量:1
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作者 吕玺琳 黄茂松 钱建固 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期21-26,共6页
通过引入应力Lode角建立合理的角隅函数描述偏平面形状,对三维Mohr-Coulmb强度准则进行修正,使之能合理反映中主应力比对土体峰值内摩擦角的影响。修正后的准则在偏平面上的强度线与Lade-Duncan准则相似,但更具灵活性,预测结果更符... 通过引入应力Lode角建立合理的角隅函数描述偏平面形状,对三维Mohr-Coulmb强度准则进行修正,使之能合理反映中主应力比对土体峰值内摩擦角的影响。修正后的准则在偏平面上的强度线与Lade-Duncan准则相似,但更具灵活性,预测结果更符合松砂真三轴试验结果。由于土体在加载过程中常发生应变局部化现象,导致其强度得不到充分发挥。基于非共轴塑性模型的分叉分析研究了应变局部化发生对土体强度发挥的影响,通过与密砂真三轴试验结果对比表明,分叉强度能合理反映在不同中主应力比条件下应变局部化发生对土体强度的降低作用。 展开更多
关键词 砂土 强度 应变局部化 中主应力比 真三轴
深层页岩在高水平应力差作用下压裂裂缝形态实验研究 被引量:1
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作者 考佳玮 金衍 +4 位作者 付卫能 桑宇 曾波 向建华 黄浩勇 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1332-1339,共8页
针对高水平地应力差下的深层页岩开展真三轴水力压裂物模实验,分析其裂缝形态和影响因素。实验结果表明:高水平地应力差下水力裂缝沿垂直最小主应力方向起裂并扩展成横切缝,受层理和天然裂缝的影响会发生穿透、沟通或转向行为,深层页... 针对高水平地应力差下的深层页岩开展真三轴水力压裂物模实验,分析其裂缝形态和影响因素。实验结果表明:高水平地应力差下水力裂缝沿垂直最小主应力方向起裂并扩展成横切缝,受层理和天然裂缝的影响会发生穿透、沟通或转向行为,深层页岩裂缝形态可以分为4种:单一横切缝、伴随层理开启的多横切缝网,转向缝网和受天然裂缝影响的复杂缝网;水平地应力差的增大会增加水力裂缝的穿透能力;起裂压力越大,裂缝形态越复杂;先注入高黏度压裂液可以形成水平主缝,之后注入低黏度压裂液造分支缝,可以有效提升深层页岩改造体积。该实验结果可以为深层页岩压裂方案设计提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 深层页岩 高水平应力差 真三轴 水力压裂 裂缝扩展 交替注液
真三轴应力条件下钻孔围岩稳定性及塑性区特性 预览 被引量:1
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作者 尹光志 鲁俊 +3 位作者 李星 刘超 李铭辉 马波 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期2709-2717,共9页
为探究中间主应力对预制孔岩石力学性质的影响,基于自主研发的“多功能真三轴流固耦合试验系统”,进行了等b等σ3试验。试验结果表明:主应力方向、中间主应力对岩石变形和强度特性均有较大影响。裂纹特征应力值随中主应力系数b的增加呈... 为探究中间主应力对预制孔岩石力学性质的影响,基于自主研发的“多功能真三轴流固耦合试验系统”,进行了等b等σ3试验。试验结果表明:主应力方向、中间主应力对岩石变形和强度特性均有较大影响。裂纹特征应力值随中主应力系数b的增加呈现先增大后减小的趋势;裂纹主要在垂直孔轴线方向发育并首先在较小的主应力方向发生破坏。几种条件下试样的强度均随中主应力系数的增大而先增大后减小。其中,最大主应力平行于孔轴线时强度最高,稳定性最好;在中主应力系数b较小时,中间主应力平行于孔轴线时强度最低,而b较大时孔轴线沿最小主应力时强度最低。基于广义平面应变理论,分析了中间主应力对孔周围塑性区的影响。 展开更多
关键词 真三轴应力 预制钻孔 变形 强度 裂纹 塑性区
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堆石体在真三轴应力状态下的非共轴性与剪胀特性 预览 被引量:2
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作者 马刚 刘嘉英 +1 位作者 常晓林 周伟 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1697-1707,共11页
基于连续-离散耦合分析方法,发展随机颗粒不连续变形分析方法。采用不规则多面体模拟实际堆石颗粒,制备初始各向同性的堆石料数值试样,进行等平均静水压力p、等中主应力系数b应力路径的真三轴数值试验。分析堆石料在真三轴应力状态下的... 基于连续-离散耦合分析方法,发展随机颗粒不连续变形分析方法。采用不规则多面体模拟实际堆石颗粒,制备初始各向同性的堆石料数值试样,进行等平均静水压力p、等中主应力系数b应力路径的真三轴数值试验。分析堆石料在真三轴应力状态下的剪胀特性,以及应变增量与应力增量的非共轴性。研究结果表明:刚开始加载时,应变增量与应力增量共轴,随着加载的进行,应变增量的方向发生偏转,偏转量与中主应力系数b有关,在三轴压缩应力路径(b=0)和三轴拉伸应力路径(b=1)时,几乎不发生偏转;对比Rowe,Roscoe,改进的Roscoe以及Lagioia剪胀模型,改进的Roscoe剪胀模型预测的剪胀曲线与数值试验结果较吻合,在改进的Roscoe剪胀模型上引入1个角隅函数,以反映中主应力对剪胀特性的影响。 展开更多
关键词 堆石料 真三轴应力状态 连续-离散耦合分析 非共轴性 剪胀特性
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应力Lode角对砂岩变形特性影响 被引量:2
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作者 尹光志 鲁俊 +3 位作者 李星 邓博知 刘玉冰 李铭辉 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期2081-2091,共11页
基于自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统",进行真三轴应力(σ1〉σ2〉σ3)条件下,保持球应力、偏应力不变而改变应力Lode角试验,研究了球应力、偏应力不变条件下,应力Lode角旋转对岩石变形特性的影响。结果表明:3个主应变、... 基于自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统",进行真三轴应力(σ1〉σ2〉σ3)条件下,保持球应力、偏应力不变而改变应力Lode角试验,研究了球应力、偏应力不变条件下,应力Lode角旋转对岩石变形特性的影响。结果表明:3个主应变、体应变及偏应变均随应力Lode角的变化而改变;偏应力相等时,ε1,ε2,ε3,εv及εs随着偏应力比M(q/p)的增大而呈现递减趋势;球应力相等时,3个主应变、体应变及偏应变随着偏应力比M的增大呈现先减小后增大的趋势,且在M较大时失稳破坏。岩石破坏时形成多个近似垂直于σ3方向而平行于σ1,σ2方向的破坏面,且强度值较常规加载明显偏小;偏应力比M对偏应变模量Gs有较大影响。球应力主要影响岩石的体积变化,且有一定的区间性;偏应力主要影响岩石的畸变,对岩石破坏起重要作用。试验砂岩的塑性变形受Lode角影响较大,塑形流动方向为θs=(θσ + π/2)。 展开更多
关键词 岩石力学 真三轴应力 球应力 偏应力 变形 应力Lode角
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