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循环荷载下岩石阻尼参数测试的试验研究 被引量：62
1
作者 刘建锋 徐进 +1 位作者 李青松 李刚林 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1036-1041,共6页
对岩石阻尼参数测试进行理论分析,利用MTS815FlexTestGT岩石力学试验系统,对细砂岩和粉砂质泥岩进行单轴压缩循环荷载下的试验研究。试验加载波形为正弦波,频率3Hz,加卸载振动循环30次,动应力范围1.0～6.5MPa(即2～12kN)。利用循环加卸... 对岩石阻尼参数测试进行理论分析,利用MTS815FlexTestGT岩石力学试验系统,对细砂岩和粉砂质泥岩进行单轴压缩循环荷载下的试验研究。试验加载波形为正弦波,频率3Hz,加卸载振动循环30次,动应力范围1.0～6.5MPa(即2～12kN)。利用循环加卸载试验方法对岩石阻尼参数进行测试,得到岩石密度与加卸载循环塑性变形、滞回环面积、阻尼比、阻尼系数等的变化特征。在相同测试条件下,岩石密度越大,循环加卸载得到滞回环间的塑性变形则越小,相互滞回环间距为紧密型;反之则塑性变形大,滞回环间距为稀疏型;岩石密度越大,滞回环面积则越小,岩石发生的能量耗散则越小,反之则滞回环面积大,能量耗散也大;阻尼比随密度增加而减小,阻尼系数则大致增加,故可通过岩石密度初步定性判断其阻尼参数特征。 展开更多
关键词 岩石力学 循环加卸载 阻尼比 阻尼系数 能量耗散
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矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究 被引量：56
2
作者 徐速超 冯夏庭 陈炳瑞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2929-2934,共6页
利用MTS岩石力学试验系统和PAC声发射信号采集系统,研究了单轴循环加卸载作用下矽卡岩强度变化及声发射特征。在矽卡岩循环加卸载过程中,若加载过程中岩样没有明显局部破坏,则随着循环次数的增加,弹性模量逐渐增大,岩样强度略有提高;若... 利用MTS岩石力学试验系统和PAC声发射信号采集系统,研究了单轴循环加卸载作用下矽卡岩强度变化及声发射特征。在矽卡岩循环加卸载过程中,若加载过程中岩样没有明显局部破坏,则随着循环次数的增加,弹性模量逐渐增大,岩样强度略有提高;若加载过程中岩样内部已经出现明显的局部破坏,产生了不可恢复的宏观裂纹,则循环加卸载会促进宏观裂纹层面间的滑移,从而加速岩样失稳破坏。矽卡岩在单轴压缩作用下声发射曲线大体可分为压密、弹性、塑性、峰后屈服4个阶段,并伴随有不同的声发射情况。此外,矽卡岩在循环加卸载作用下具有反凯塞效应,并且随着加卸载循环次数的增加,费拉西蒂比逐渐变小;岩样卸载阶段仍然有大量声发射产生。 展开更多
关键词 矽卡岩 单轴压缩 声发射 振铃数 绝对能量 循环加卸载
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循环加、卸载条件下北山深部花岗岩损伤与扩容特性 被引量：50
3
作者 赵星光 李鹏飞 +2 位作者 马利科 苏锐 王驹 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1740-1748,共9页
采用MTS815岩石力学试验机和声发射监测系统,研究我国高放废物地质处置库北山预选区深部花岗岩在三轴循环加、卸载条件下的损伤和扩容特性。基于试验结果,分析岩石全应力–应变曲线与累计声发射撞击数和事件数的时空分布关系,进而揭示... 采用MTS815岩石力学试验机和声发射监测系统,研究我国高放废物地质处置库北山预选区深部花岗岩在三轴循环加、卸载条件下的损伤和扩容特性。基于试验结果,分析岩石全应力–应变曲线与累计声发射撞击数和事件数的时空分布关系,进而揭示其破裂演化机制。通过构建岩石在循环加、卸载过程中的塑性应变轨迹,获得峰后剪胀角随塑性剪切应变的变化规律,探讨岩石扩容对塑性剪切应变和围压的依赖性。研究结果表明:(1)声发射事件增量最大值出现在应变软化阶段,在该阶段的反复加载是加剧其内部损伤和裂隙宏观贯通的主导因素,残余变形阶段的裂隙行为主要表现为宏观断裂面间的摩擦、滑移,岩石扩容率趋于恒定;(2)卸载过程对于裂隙发展的影响远小于加载过程,由于裂隙的发展状态不同,在裂隙损伤应力(σcd)之前和之后卸载导致的声发射特征具有显著的差异性;(3)峰后剪胀角随塑性剪切应变的增加而减小,并随围压增加其衰减梯度不断减小,采用指数函数建立围压和塑性剪切应变为影响因素的剪胀角模型,可合理描述北山花岗岩的扩容特性。 展开更多
关键词 岩石力学 北山花岗岩 循环加 卸载 损伤 扩容 剪胀角
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煤岩组合体的能量演化规律与破坏机制 被引量：46
4
作者 杨磊 高富强 +1 位作者 王晓卿 李建忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3894-3902,共9页
为研究煤岩组合结构受压过程中的能量演化规律与破坏机制,对煤、岩石及3组煤岩组合体进行了单轴一次加载与循环加卸载试验,分析了煤岩组合体输入能密度、弹性能密度、耗散能密度以及弹性模量与单轴抗压强度等力学参数的演化规律,得到了... 为研究煤岩组合结构受压过程中的能量演化规律与破坏机制,对煤、岩石及3组煤岩组合体进行了单轴一次加载与循环加卸载试验,分析了煤岩组合体输入能密度、弹性能密度、耗散能密度以及弹性模量与单轴抗压强度等力学参数的演化规律,得到了不同试样的储能特性,基于煤岩组合体的力学响应、能量演化与变形破坏特征,建立并探讨了煤岩组合体破坏的能量驱动机制。结果表明:煤岩组合体峰前阶段的输入能密度、弹性能密度及耗散能密度随轴向应力的增加呈明显的非线性增长特征,峰前阶段的能量密度-应力曲线可分为压密段、弹性变形段和非稳定破裂发展阶段,整个过程储存在试样内部的弹性能较高,耗散能较少,试样达到屈服后,耗散能所占比例开始增加。煤岩组合体的单轴抗压强度与弹性模量介于纯煤和岩石试件中间,更接近于纯煤试件,随着岩石强度的增大,组合体力学性能稍有增强,但幅度有限,煤体是控制组合体强度等力学特性的主要因素。煤岩组合体破坏的能量驱动机制可概括为:煤岩组合体受压过程中,煤、岩开始不断储存弹性应变能,煤体储能速度快,内部弹性能达到其储能极限时,煤体率先发生破坏,破碎程度高,主要呈X状共轭斜面剪切破坏,破坏瞬间释放的能量传递至岩石,达到岩石的储能极限时,煤体中裂纹扩展贯通至岩石内部,在弹性能的驱动下岩石发生张拉破坏。 展开更多
关键词 煤岩组合体 循环加卸载 能量演化 非线性 储能 驱动机制
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循环加卸载过程中砂岩能量耗散演化规律 被引量：45
5
作者 邓华锋 胡玉 +3 位作者 李建林 王哲 张小景 胡安龙 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A01期2869-2875,共7页
为了深入分析循环加卸载过程中岩石能量耗散演化规律,设计、进行砂岩的单轴循环加卸载试验。详细分析典型循环加卸载滞回圈曲线变化特征,探讨加卸载过程中的总功、弹性变形能、耗散能、能量耗散率、残余应变、损伤变量等参数的变化规律... 为了深入分析循环加卸载过程中岩石能量耗散演化规律,设计、进行砂岩的单轴循环加卸载试验。详细分析典型循环加卸载滞回圈曲线变化特征,探讨加卸载过程中的总功、弹性变形能、耗散能、能量耗散率、残余应变、损伤变量等参数的变化规律及其相互关系。结果表明:(1)循环加卸载过程中,应力–应变滞后现象明显,而且存在明显的残余应变,在计算各能量参数时应该考虑这些因素的影响;(2)考虑残余变形和滞后效应的影响,提出循环加卸载过程中各能量参数修正的计算方法;(3)岩样在循环加卸载临近破坏的时候,各能量参数及残余应变出现明显的增大,能量参数和残余应变的突变均可以较好地预测岩样的破坏;(4)能量耗散率与残余应变的相关性也从另一个角度说明了在能量参数计算时不可忽略残余应变的影响。研究成果对岩石循环加卸载过程中岩石能量损伤演化规律分析具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 循环加卸载 耗散能 残余应变 滞后效应 损伤演化
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循环加卸载下泥岩能量演化与损伤特性分析 被引量：37
6
作者 徐颖 李成杰 +2 位作者 郑强强 倪贤 王倩倩 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2084-2091,共8页
为探究循环荷载下泥岩试件能量耗散与损伤特性,进行荷载等级逐渐增加的循环加卸载试验与等荷载疲劳试验。分析不同荷载水平下各循环塑性应变与能量密度变化,以疲劳试验为参照,从能量角度对损伤变量进行定义,并对不同荷载上限疲劳试验中... 为探究循环荷载下泥岩试件能量耗散与损伤特性,进行荷载等级逐渐增加的循环加卸载试验与等荷载疲劳试验。分析不同荷载水平下各循环塑性应变与能量密度变化,以疲劳试验为参照,从能量角度对损伤变量进行定义,并对不同荷载上限疲劳试验中试件的疲劳寿命进行了预测。结果表明:同一等级荷载下初始循环塑性应变及耗散能密度远大于其他循环;初始循环耗散能占比从试件进入弹性段开始加速增大,临近破坏时有突增;从能量角度定义损伤变量可避免'负损伤'的出现,预测得到泥岩试件的疲劳寿命与荷载水平呈幂函数关系。 展开更多
关键词 岩石力学 循环加卸载 能量耗散 损伤变量 疲劳寿命
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循环荷载下干燥与饱和砂岩力学特性及能量演化 被引量：37
7
作者 汪泓 杨天鸿 +3 位作者 刘洪磊 赵永川 邓文学 侯宪港 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1600-1608,共9页
对取自陕北榆横矿区小纪汗煤矿顶板砂岩的干燥及饱和试件进行单轴循环加、卸载试验,分析了干燥与饱和状态下岩石的强度和变形特征以及岩石破坏过程中的能量演化与能量分配情况。结果表明:(1)循环加、卸载导致干燥试件的峰值强度较单轴... 对取自陕北榆横矿区小纪汗煤矿顶板砂岩的干燥及饱和试件进行单轴循环加、卸载试验,分析了干燥与饱和状态下岩石的强度和变形特征以及岩石破坏过程中的能量演化与能量分配情况。结果表明:(1)循环加、卸载导致干燥试件的峰值强度较单轴压缩时下降19.47%;(2)饱水对砂岩的强度和变形均有影响,饱和试件的平均峰值强度比干燥试件低39.55%,同时饱和试件具有更加明显的压密阶段;(3)循环加、卸载下砂岩的加载和卸载弹性模量均呈现增大趋势,但饱和试件的弹性模量低于干燥试件;(4)通过峰值强度归一化处理后发现,在应力加载的不同阶段,饱和试件的弹性应变能Ue和耗散能Ud均低于干燥试件;(5)加载过程中,饱和试件弹性应变能Ue的占比高于干燥试件,该比例随着加载过程逐渐下降并在破坏前与干燥试件的Ue的占比达到近似水平。 展开更多
关键词 循环加、卸载 饱和试件 弹性模量 能量演化 弹性应变能占比
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循环荷载下北山花岗岩能量耗散与损伤特征 被引量：35
8
作者 苗胜军 刘泽京 +1 位作者 赵星光 黄正均 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期928-938,共11页
以高放废物地质处置库甘肃北山预选区花岗岩为研究对象,开展三轴循环加卸载试验,探究循环荷载作用下岩石耗散能、摩擦耗能、破碎耗能的演化特征,提出基于破碎耗能的岩石损伤变量。结果表明:依据耗能比曲线和应力–应变曲线演化特征,可... 以高放废物地质处置库甘肃北山预选区花岗岩为研究对象,开展三轴循环加卸载试验,探究循环荷载作用下岩石耗散能、摩擦耗能、破碎耗能的演化特征,提出基于破碎耗能的岩石损伤变量。结果表明:依据耗能比曲线和应力–应变曲线演化特征,可将循环加卸载过程划分为初始压密与弹性段、裂纹稳定发育段、裂纹不稳定发育段、峰后不稳定破裂段和残余强度段5个阶段,相应耗能比呈现小幅下降、稳定发展、缓慢攀升、显著上升后趋于平缓的"勺"形演化特征;摩擦耗能比在压密与弹性段小幅下降,在裂纹稳定发育段和裂纹不稳定发育段稳定于较低水平,在峰后不稳定破裂段明显上升,并在残余强度段趋于稳定;破碎耗能比在峰前小幅度增长,在峰后不稳定破裂段初期呈突变式增长后迅速衰落,最终稳定于较低水平;基于破碎耗能定义的损伤变量可以较为合理地描述循环加卸载下花岗岩的损伤发育过程。 展开更多
关键词 岩石力学 循环加卸载 能量耗散 损伤变量
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不同应力路径下大理岩声发射特性试验研究 被引量：33
9
作者 张宁博 齐庆新 +3 位作者 欧阳振华 李宏艳 赵善坤 徐子杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期389-394,共6页
利用TAW-2000高温岩石三轴伺服试验机和德国VallenAMSY-6声发射信号采集系统,对大理岩在单轴压缩、等幅循环加卸载和分级循环加卸载条件下损伤破坏全过程的声发射特性进行研究,并用快速傅里叶转换(FFT)对单轴压缩试验全过程的声发射信... 利用TAW-2000高温岩石三轴伺服试验机和德国VallenAMSY-6声发射信号采集系统,对大理岩在单轴压缩、等幅循环加卸载和分级循环加卸载条件下损伤破坏全过程的声发射特性进行研究,并用快速傅里叶转换(FFT)对单轴压缩试验全过程的声发射信号、循环加卸载过程中Kaiser点和Felicity点的声发射信号频谱特性进行了分析。试验结果表明:单轴压缩试验过程中,声发射主频带主要位于两个区域——低于200 kHz区间和300 kHz附近,并且随着加载应力的增加,主频由低频向高频转移,主频幅值总体呈下降趋势;提出一个新的反映声发射波形信息的指标——次主比α,并指出单轴压缩过程中次主比呈上升趋势。分级循环加卸载过程中Kaiser点和Felicity点的主频变化不明显,Felicity点的次主比总体大于Kaiser点;采用第2次循环中与首循环峰值应力等值应力点的AE数作为Kaiser效应中"明显增多"的尺度能够观察到明显的Felicity效应。 展开更多
关键词 声发射 频谱分析 循环加卸载 主频 Felicity效应
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增量循环加卸载下岩石峰值强度前声发射特性试验研究 被引量：32
10
作者 李庶林 周梦婧 +3 位作者 高真平 陈东霞 张建霖 胡静云 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期724-735,共12页
为了研究岩石峰值强度前声发射前兆特性、加卸载过程的声发射特性,以指导声发射技术在岩体工程监测和灾害预警中的应用,采用花岗闪长岩、角岩、矽卡岩、铜矿、钨钼矿和铅锌矿共6种岩石分别开展单轴压缩、增量循环加卸载和增量稳压循环... 为了研究岩石峰值强度前声发射前兆特性、加卸载过程的声发射特性,以指导声发射技术在岩体工程监测和灾害预警中的应用,采用花岗闪长岩、角岩、矽卡岩、铜矿、钨钼矿和铅锌矿共6种岩石分别开展单轴压缩、增量循环加卸载和增量稳压循环加卸载3种不同加载方式的试验,主要对岩样峰值强度前声发射相对平静期、卸载过程的声发射特性、对2种不同循环加卸载方式下的Felicity比以及加卸载响应比的变化情况进行研究。试验结果表明,3种加载方式下部分岩样始终存在"相对平静期"现象,多种岩样的AE事件峰值频率在破坏前总是低频成分显著增加,且越接近破坏,大振幅AE事件就越多。在2种不同循环加卸载方式下,当应力水平达到峰值强度的50%～60%时,Kaiser效应逐渐消失,Felicity效应出现。Felicity比和加卸载响应比在低应力水平阶段均大于1,进入中等应力水平阶段后在1附近波动,但相对比较稳定;进入较高应力水平以后,岩石内部裂纹不稳定扩展,Felicity比逐渐减小,到0.64～0.89时,试样破坏。试验表明,相对平静期、Felicity比和加卸载响应比等可作为预测或判断岩石失稳破坏的参考依据。 展开更多
关键词 岩石力学 循环加卸载 声发射 相对平静期 Felicity比 加卸载响应比
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三轴循环加卸载下深部煤体损伤的能量演化和渗透特性研究 被引量：29
11
作者 王向宇 周宏伟 +3 位作者 钟江城 张雷 王超圣 安露 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2676-2684,共9页
为了分析煤矿开采过程中煤体损伤的能量演化规律和渗透特性,采用控制围压、加卸载轴压的方式开展三轴循环加卸载渗流试验,分析在不同围压下弹性参数(弹性模量、泊松比)、能量密度随着轴向应变的演化特征,并引入弹塑性材料的损伤变量,进... 为了分析煤矿开采过程中煤体损伤的能量演化规律和渗透特性,采用控制围压、加卸载轴压的方式开展三轴循环加卸载渗流试验,分析在不同围压下弹性参数(弹性模量、泊松比)、能量密度随着轴向应变的演化特征,并引入弹塑性材料的损伤变量,进而探讨损伤变量和渗透率的关系。结果表明:在加卸载过程中,进入屈服阶段后,弹性模量开始降低,耗散能密度、耗散能比例以及损伤变量逐渐增大,进入峰后阶段后演化加剧,说明岩石破坏是一个能量耗散的损伤演化过程;以应力屈服点为分界点,屈服前渗透率和损伤变量呈现幂函数关系;屈服后二者具有较好的指数函数关系,并拟合出不同围压下二者的关系公式;渗透率随围压的增加而减小,说明围压对渗透有抑制作用。 展开更多
关键词 采矿工程 循环加卸载 破坏 能量演化 损伤变量 渗透率
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循环加卸载下煤的黏弹塑性蠕变本构关系研究 被引量：27
12
作者 徐鹏 杨圣奇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期537-545,共9页
基于岩石三轴循环加卸载蠕变试验,对试样的蠕变应变进行有效的黏弹塑性应变分离,根据试样的弹性蠕变特性和塑性蠕变特性分别建立相应的蠕变模型,继而得到岩石的黏弹塑性蠕变模型,该模型能较好地描述试样的衰减和稳态蠕变特性。为了能够... 基于岩石三轴循环加卸载蠕变试验,对试样的蠕变应变进行有效的黏弹塑性应变分离,根据试样的弹性蠕变特性和塑性蠕变特性分别建立相应的蠕变模型,继而得到岩石的黏弹塑性蠕变模型,该模型能较好地描述试样的衰减和稳态蠕变特性。为了能够较好地描述岩石加速蠕变特性,在塑性蠕变模型中引入损伤因素,建立相应的弹塑性损伤蠕变模型,对该模型参数进行敏感性分析,同时给出模型参数确定方法。所建模型黏弹塑性概念清晰,模型参数较少。对煤进行三轴循环加卸载蠕变试验,分析蠕变试验中煤样的弹塑性应变特性以及试样的稳态蠕变速率演化规律,用该黏弹塑性蠕变模型对煤样的三轴压缩蠕变试验结果进行拟合,结果表明,该模型能很好地描述循环加卸载路径下试样的弹塑性加载和弹性卸载蠕变特性。 展开更多
关键词 岩石力学 循环加卸载 三轴蠕变 黏弹塑性 本构模型
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循环加卸载作用下砂岩孔隙度与渗透率演化规律试验研究 被引量：27
13
作者 孔茜 王环玲 徐卫亚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1893-1900,共8页
研究砂岩在多次循环荷载作用下孔隙度及渗透率随荷载的变化规律,利用致密岩石惰性气体渗透率测试系统对砂岩进行了5次循环加卸载试验。试验结果表明:砂岩的孔隙度和渗透率随围压的增大而减小,循环加卸载过程中,砂岩的孔隙度、渗透率在... 研究砂岩在多次循环荷载作用下孔隙度及渗透率随荷载的变化规律,利用致密岩石惰性气体渗透率测试系统对砂岩进行了5次循环加卸载试验。试验结果表明:砂岩的孔隙度和渗透率随围压的增大而减小,循环加卸载过程中,砂岩的孔隙度、渗透率在加载阶段与卸载阶段的变化曲线均是不重合的。围压加载阶段孔隙度和渗透率随围压的变化关系均呈指数关系,在围压卸载阶段孔隙度与渗透率随围压变化均呈幂函数关系。砂岩在低围压条件下渗透率随围压变化的程度较大,在高围压条件下渗透率变化程度较小。加载阶段砂岩渗透率变化程度在第1次循环期间较大,从第2次循环开始由于岩样一定程度的压密渗透率随围压变化越来越小,而卸载阶段5次循环过程中渗透率随围压的减小而增大,但是循环次数增加过程中,渗透率的恢复程度相对于第一次循环越来越小。 展开更多
关键词 循环加卸载 孔隙度 渗透率 围压 砂岩
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循环加、卸载孔隙水压力对砂岩变形特性影响实验研究 被引量：25
14
作者 许江 杨红伟 +1 位作者 李树春 姜永东 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期892-899,共8页
利用MTS815岩石力学实验系统对饱和砂岩进行三轴等围压情况下的循环加、卸载孔隙水压力实验。结果表明:压密阶段的加、卸载曲线中出现了很多"Z"状的波动,这些小波的出现没有规律性,初始残余变形比较大,还没有形成明显的滞回... 利用MTS815岩石力学实验系统对饱和砂岩进行三轴等围压情况下的循环加、卸载孔隙水压力实验。结果表明:压密阶段的加、卸载曲线中出现了很多"Z"状的波动,这些小波的出现没有规律性,初始残余变形比较大,还没有形成明显的滞回曲线。在弹性耦合阶段稳定滞回曲线加载时,应变呈上凹"Z"状波动,在到达上限值前出现拐点,应变达最大值;卸载时,应变呈下凸"Z"状波动,在到达下限值前出现拐点,应变达最小值,该阶段形成稳定的滞回曲线,表现形式由疏变密,稳定滞回曲线包含弹性变形向塑性变形演化。在孔隙水压力的不同上限值和不同幅值区间的耗散能构成不对称"X"形。在加载段,随着孔隙水压力增大,耗散能逐渐减小;卸载段,随着孔隙水压力减小,耗散能逐渐减小。"X"形的交点出现的位置和夹角与不同上限值和不同幅值区间有关。在循环加、卸载孔隙水压力作用下,残余应变与循环次数的关系符合乘幂负指数关系。 展开更多
关键词 岩石力学 循环加 卸载 孔隙水压力 滞回曲线 耗散能 残余应变
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循环加卸载下花岗岩非均匀变形演化的声发射特征试验研究 被引量：26
15
作者 杨小彬 韩心星 +2 位作者 刘恩来 张子鹏 王逍遥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2732-2739,共8页
为了研究岩石材料在循环加卸载过程中的声发射特征与非均匀变形的对应关系,开展了花岗岩试件单轴循环加卸载试验。利用声发射系统和CCD相机分别对试样变形破坏过程中的声发射信号和试件表面的变形图像进行采集,结合数字散斑相关方法,对... 为了研究岩石材料在循环加卸载过程中的声发射特征与非均匀变形的对应关系,开展了花岗岩试件单轴循环加卸载试验。利用声发射系统和CCD相机分别对试样变形破坏过程中的声发射信号和试件表面的变形图像进行采集,结合数字散斑相关方法,对试件非均匀变形演化过程中的声发射特性进行研究。研究结果发现:每次循环加载过程中,非均匀变形的最小点皆与应力卸载的最低点相对应。而自局部化带启动后,每次循环加载过程中的非均匀变形的最大点滞后于循环加载应力的顶点。非均匀变形演化与声发射信号存在较好的对应关系,循环加载过程中非均匀变形的首次转折增大点对应声发射信号增加的起点,非均匀变形的最大点对应声发射信号平静期的起点。随循环次数增加,非均匀变形程度与Felicity比呈负相关关系,即非均匀变形越大,损伤程度越大,Felicity比越小。 展开更多
关键词 循环加卸载 非均匀变形 声发射信号 局部化带 Felicity比
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轴向应力循环加卸载作用下含瓦斯煤渗透性研究 被引量：24
16
作者 孙光中 荆永滨 +1 位作者 张瑞林 王李管 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期928-938,共11页
针对构造煤渗透率对轴向应力循环加卸载的响应特征,利用自行研制的含瓦斯煤热–流–固耦合三轴渗流试验装置,进行试验研究,并结合试验结果进行渗透率动态模型分析,结果表明:含瓦斯构造煤的渗透率与应变的关系呈斜"V"字型走势... 针对构造煤渗透率对轴向应力循环加卸载的响应特征,利用自行研制的含瓦斯煤热–流–固耦合三轴渗流试验装置,进行试验研究,并结合试验结果进行渗透率动态模型分析,结果表明:含瓦斯构造煤的渗透率与应变的关系呈斜"V"字型走势,峰值强度后,煤样渗透率增加趋势明显,且增速大于初始压缩阶段渗透率的降速;煤样渗透率与轴向应力在加卸载过程中符合负指数函数分布,渗透率在加载过程中减小,卸载过程中有所恢复,渗透率与有效应力未形成封闭曲线,循环加卸载使煤样中孔隙进一步压缩,渗透率损失量增大,同时渗透率对于有效应力的敏感度降低;通过引入加载过程渗透率敏感性损失因子及卸载过程中渗透率损耗因子,建立循环加卸载过程中渗透率与有效应力的动态演化模型,试验数据与理论计算数据对比验证了模型的适用性。 展开更多
关键词 采矿工程 构造煤 循环加卸载 渗透率动态模型 有效应力
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单轴循环加卸载岩石非均匀变形演化特征 被引量：22
17
作者 杨小彬 韩心星 +3 位作者 刘恩来 张子鹏 汪腾蛟 张立辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期449-456,共8页
为了研究循环加卸载下岩石材料的力学响应机制,开展了花岗岩试件单轴循环加卸载非均匀变形演化试验研究。采用CCD相机对试验过程中试件的变形图像进行采集,基于数字散斑相关方法分析了循环加卸载过程中试件的非均匀变形、局部化影响特... 为了研究循环加卸载下岩石材料的力学响应机制,开展了花岗岩试件单轴循环加卸载非均匀变形演化试验研究。采用CCD相机对试验过程中试件的变形图像进行采集,基于数字散斑相关方法分析了循环加卸载过程中试件的非均匀变形、局部化影响特征参数演化规律。研究发现:随着循环次数的增加,非均匀变形现象越来越明显;非均匀变形统计指标Sw随着加载应力的增大而增大,随着循环次数的增加而加剧;当试件出现局部化现象后,后续循环随着应力的增大及循环次数的增加,其挤压位移和局部化带影响宽度皆有所增大。 展开更多
关键词 循环加卸载 数字散斑相关方法 非均匀变形 局部化 位移
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循环加卸载对岩体残余强度影响的试验研究 被引量：19
18
作者 王瑞红 李建林 +1 位作者 蒋昱州 陈星 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2103-2109,共7页
地下工程中,处于深部高地应力区的地下巷道、洞室、矿柱等的力学特性都与岩石破坏后的力学特性有密切联系,研究岩体残余强度及峰后力学特性对工程设计有着非常重要的意义。通过对处于残余强度状态岩样的循环加卸载试验,研究不同围压下(3... 地下工程中,处于深部高地应力区的地下巷道、洞室、矿柱等的力学特性都与岩石破坏后的力学特性有密切联系,研究岩体残余强度及峰后力学特性对工程设计有着非常重要的意义。通过对处于残余强度状态岩样的循环加卸载试验,研究不同围压下(30,20,10,5和1MPa)、不同卸荷量(90%,70%,30%)造成的岩样残余强度变化规律,其中卸荷量为卸除荷载与相应围压下岩样残余强度的百分比。试验结果表明:不同围压、卸荷量条件下,岩样残余强度与循环次数的变化规律均可用指数函数很好地进行拟合,受初始条件影响不大;围压较低时(≤20MPa),同一围压下,卸荷量为70%时岩样残余强度的降低程度最大,其次是卸荷量为90%时;卸荷量为30%时,对残余强度造成的影响最小;当卸荷量相同时,围压越低,循环加卸载造成岩样残余强度降低程度越大,围压为1MPa时,残余强度最大可降低73%;围压较高时(>20MPa),由于围压的约束和压密作用,循环加卸载不会造成岩样残余强度的降低。 展开更多
关键词 岩石力学 残余强度 循环加卸载 卸荷量
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围压循环加卸载作用下含瓦斯煤样渗透特性试验研究 被引量：18
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作者 贾恒义 王凯 +1 位作者 王益博 孙绪坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1710-1718,共9页
煤与瓦斯突出综合假说明确了地应力、瓦斯及煤的物理力学性质对突出发生所起的主体作用。对比研究采动影响下型煤煤样和原煤煤样的渗透率响应特征,对于揭示两种煤样微细观结构损伤演化规律的异同、明确型煤煤样能否代替原煤煤样开展相... 煤与瓦斯突出综合假说明确了地应力、瓦斯及煤的物理力学性质对突出发生所起的主体作用。对比研究采动影响下型煤煤样和原煤煤样的渗透率响应特征,对于揭示两种煤样微细观结构损伤演化规律的异同、明确型煤煤样能否代替原煤煤样开展相关试验研究具有重要意义。以原煤煤样和型煤煤样为研究对象,采用自主研发的三轴煤岩渗透率试验系统,进行围压等幅循环加卸载渗流试验,研究渗透率对应力的响应特征。结果表明,两种煤样渗透率对应力的响应特征总体相似,但存在细节差异。①对于2种煤样,渗透率随围压的增大而减小,随围压的减小而增大,且任一次加载过程的渗透率均大于该次卸载过程的渗透率。②原煤煤样的渗透率在低围压阶段变化程度大,在高围压阶段变化程度小,而型煤煤样的渗透率在整个加卸载过程中几乎呈均等变化。③原煤煤样和型煤煤样的渗透率损害率Dk均随加卸载循环次数的增加和瓦斯压力的增加逐渐减小。④原煤煤样和型煤煤样的裂隙压缩系数cf整体上随加卸载次数的增加而减小,随瓦斯压力的增加而增大。⑤原煤煤样的渗透率随瓦斯压力的增加而增大,型煤煤样的渗透率随瓦斯压力的增加而减小。用型煤煤样来代替原煤煤样研究含瓦斯煤的渗流特征是可行的,而且在某些特定场合还具有一定的优越性,但同时也应该注意两种煤样渗透率对应力响应特征的细节差异,以及这些细节差异给试验结果的可靠性所带来的影响。 展开更多
关键词 含瓦斯煤 渗透率 循环加卸载 裂隙压缩系数 渗透率损害率
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循环加卸载下饱和岩石变形破坏的损伤与能量分析 被引量：18
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作者 夏冬 杨天鸿 +1 位作者 王培涛 张鹏海 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期867-870,共4页
以中关铁矿深部饱水闪长岩单轴循环加卸载的室内力学试验结果为基础,结合线弹性损伤力学理论,针对饱和岩石在单轴循环加卸载作用下的变形、损伤及能耗特性进行了研究.结果表明:每一级加载与卸载过程的应力-应变曲线均呈内凹形,随着循环... 以中关铁矿深部饱水闪长岩单轴循环加卸载的室内力学试验结果为基础,结合线弹性损伤力学理论,针对饱和岩石在单轴循环加卸载作用下的变形、损伤及能耗特性进行了研究.结果表明:每一级加载与卸载过程的应力-应变曲线均呈内凹形,随着循环次数及应力水平的增加,塑性滞回曲线向应变增大的方向移动,且应变中不可恢复的变形逐渐减小;轴向应变、横向应变和体应变的绝对损伤参数与累积损伤参数均随循环次数及应力水平的增大而增大,且三者的变化趋势基本一致;能量耗散值与循环的次数近似呈线性关系,后一循环的能耗不等于前几次循环能耗之和. 展开更多
关键词 单轴压缩 循环加卸载 饱和岩石 损伤 能量耗散
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