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直接剪切下页岩的各向异性破坏特征和强度预测模型 被引量：2
1
作者 叶春烽 谢和平 李存宝 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期257-267,共11页
了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩... 了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏测试,详细分析了在层理弱面影响下页岩的剪切应力–剪切位移、抗剪强度、剪切模量和破坏模式的各向异性特征。结果表明:页岩的剪切破坏表现为典型的非线性渐进破坏特征;页岩平均抗剪强度和剪切模量随层理倾角的增加均呈现“M”型变化趋势;在90°~180°的层理倾角区间,平均抗剪强度的极值差明显大于0°~90°区间,而剪切模量近似关于90°呈对称变化;当层理倾角从0°变化到180°时,页岩剪切各向异性行为呈现非对称演化规律。在层理倾角和直接剪切荷载作用下,页岩的破坏模式有3类:层理倾角为0°时,沿层理面剪切滑移破坏;层理倾角为30°、60°和90°时,表现为穿透层理和基质的剪切滑移破坏;其他倾角下呈现穿透层理和基质的剪切滑移与沿层理的拉伸劈裂相结合的复合破坏。基于试验结果和组构张量,构建了一个可考虑页岩本征各向异性和剪应力诱导各向异性影响的直接剪切破坏准则,其理论预测值与试验结果的平均偏差率低于3%,能够定量表征黏聚力和摩擦系数的各向异性程度,合理评估页岩直接剪切强度对外加法向应力的敏感性,可推广应用于理论表征所有层状岩土材料的直接剪切强度。 展开更多
关键词 各向异性 直接剪切 抗剪强度 非对称破坏模式 剪切破坏准则
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常态-碾压混凝土联合筑坝材料变形特性与抗剪强度准则研究 被引量：5
2
作者 李明超 张梦溪 张津瑞 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期157-164,共8页
联合筑坝形式下坝体的多个部位往往存在大体积常态与碾压混凝土材料共用的情况。坝体结构中两种材料分布部位的多样性和力学性能的差异性是导致坝体出现变形协调问题的主要原因。为分析筑坝材料的变形协调特性,建立了常态-碾压混凝土复... 联合筑坝形式下坝体的多个部位往往存在大体积常态与碾压混凝土材料共用的情况。坝体结构中两种材料分布部位的多样性和力学性能的差异性是导致坝体出现变形协调问题的主要原因。为分析筑坝材料的变形协调特性,建立了常态-碾压混凝土复合试件细观数值模型,基于实际工程材料性能数据,采用非均质有限元法计算分析了复合试件的细观强度特性,评价了粉煤灰掺量、材料界面倾斜角对联合筑坝复合材料力学性能的影响,结果表明:混凝土复合试件强度介于两种材料之间且随粉煤灰掺量的增加而降低,侧向压应力对复合试件的强度提升较大,根据数值试验数据,提出了联合筑坝形式下复合试件的破坏准则,分析了复合试件斜剪破坏产生机制,验证了剪切破坏准则的有效性与可靠性,研究结果可为联合筑坝材料设计提供参考。 展开更多
关键词 联合筑坝 常态-碾压混凝土 复合材料试件 剪切破坏准则 数值模拟
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