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考虑损伤阈值影响的岩石脆-延性转化统计损伤本构模型研究 被引量：14
1
作者 张超 曹文贵 王江营 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期45-50,57,共7页
普通岩石在三向受力状态下随着围压由低到高,会表现出由脆性向延性转化的特征。首先,在深入探讨岩石压缩变形机理与变形过程特征的基础上,并针对Lemaitre应变等价性理论的不足之处,基于能量理论建立了更符合实际情况的损伤模型;其次,从... 普通岩石在三向受力状态下随着围压由低到高,会表现出由脆性向延性转化的特征。首先,在深入探讨岩石压缩变形机理与变形过程特征的基础上,并针对Lemaitre应变等价性理论的不足之处,基于能量理论建立了更符合实际情况的损伤模型;其次,从岩石并非一受力就会产生损伤这一客观事实出发,建立了能反映损伤阈值影响的岩石单元强度度量方法与损伤演化模型。最后,在上述模型基础之上,建立了可体现岩石在三轴试验中脆-延性转化特征的统计损伤本构模型及模型参数确定方法。 展开更多
关键词 岩土工程 脆—延性转化 统计损伤理论 本构模型 损伤阈值
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深部不同深度岩石脆延转化力学行为研究 被引量：39
2
作者 谢和平 高明忠 +4 位作者 付成行 鲁义强 杨明庆 胡建军 杨本高 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期701-715,共15页
岩石脆延转化力学行为规律是深部岩石力学研究的重要内容之一,同时也是影响深地工程安全高效实施的关键因素。为研究深部不同深度岩石脆延转化力学行为差异性规律,以松辽盆地1000~6400 m不同赋存深度的砂岩、砾岩和安山岩为研究对象,开... 岩石脆延转化力学行为规律是深部岩石力学研究的重要内容之一,同时也是影响深地工程安全高效实施的关键因素。为研究深部不同深度岩石脆延转化力学行为差异性规律,以松辽盆地1000~6400 m不同赋存深度的砂岩、砾岩和安山岩为研究对象,开展了同一深度岩石不同应力水平下、不同深度岩石同一应力水平下以及不同深度岩石原位应力水平下的常规三轴实验,并采用峰前和峰后脆性指标分析了岩石的脆性特征,初步揭示了深部不同深度岩石脆延转化力学行为的关键影响因素与差异性规律。研究结果表明:不同深度岩石脆延转化并非是瞬时的,而是存在一个脆延性逐渐转换的应力区间。同一深度岩石不同应力水平下其脆延特征主要受围压影响。对于1600 m深砂岩,其脆性整体上随着围压的增大而减小,出现了从脆性—延性—应变硬化的转变,并且其峰后塑性逐渐增强,直到峰后呈现完全塑性。50~70 MPa应力水平范围为1600 m深砂岩的脆延转化区间;相同围压下不同深度岩石的脆延特征主要受其本身矿物组分的影响。对于松辽盆地岩石样品,其硬相矿物和中等相矿物的含量总体上随着深度的增加而增大,导致其脆性随深度的增加而增大,由浅至深表现出延性—脆延转化—脆性的特征;不同深度岩石原位应力水平下其峰后特征随着深度的增加呈现出不同的特征:1000~3500 m深砂岩表现出峰后应变软化特征、4800 m深砂岩和5100~5600 m深砾岩表现出峰后脆性特征、6400 m以深的安山岩表现出峰后塑性流动特征。岩石的脆延特征受诸多因素的影响,其中岩石的矿物组分和应力环境对其脆延特征的影响存在博弈现象。随着深度的增加硬相矿物和中等相矿物含量的增加会导致岩石的脆性增长,而岩石加载应力水平的增加,又会抑制岩石的脆性增长。 展开更多
关键词 深部岩石 不同深度岩石 脆延性转化 脆性指标 原位应力环境
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地壳岩石变形行为的转变及其温压条件 被引量：19
3
作者 周永胜 何昌荣 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期167-178,共12页
岩石脆延性转化 (brittle ductiletransition)和脆塑性转化 (brittle plastictransition)是不同的概念。脆延性转化指从岩石的局部变形破坏到宏观均匀流动变形的转化 ,它与宏观结构和力学行为的变化相关。脆塑性转化指脆性向晶体塑性变... 岩石脆延性转化 (brittle ductiletransition)和脆塑性转化 (brittle plastictransition)是不同的概念。脆延性转化指从岩石的局部变形破坏到宏观均匀流动变形的转化 ,它与宏观结构和力学行为的变化相关。脆塑性转化指脆性向晶体塑性变形的转化 ,它与力学行为和微观机制的变化相关。通过地壳中最主要的石英、长石的实验室和野外变形温压条件对比发现 ,达到相同的变形特征 ,在实验室和野外所需温压条件不同。建立变形机制图使解决这一矛盾成为可能。但受实验资料的限制 ,目前几种主要岩石的变形机制图还无法建立。因此 ,通过对实验与自然环境下变形特征及微观机制对比 ,找出两者温压条件的差别 。 展开更多
关键词 脆延性转化 脆塑性转化 地壳 岩石变形 温压条件
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孔隙岩石变形破坏机制及其影响因素研究 被引量：1
4
作者 熊良锋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期I0003-I0003,共1页
岩石局部化变形在地壳中普遍存在,其通常是各类地质运动、自然和工程次生灾害的主要原因。岩石变形响应在低围压时往往表现出脆性特征,而在高围压时进入延性状态,但孔隙空间的附加变形可能会引起局部化压缩破坏、并降低其输运性质,进而... 岩石局部化变形在地壳中普遍存在,其通常是各类地质运动、自然和工程次生灾害的主要原因。岩石变形响应在低围压时往往表现出脆性特征,而在高围压时进入延性状态,但孔隙空间的附加变形可能会引起局部化压缩破坏、并降低其输运性质,进而影响火山活动、油气开发和原位流态化采矿等。然而,孔隙岩石的微观结构性质和所处应力环境尤其复杂,该现象对于理解其本征力学行为造成诸多困扰。为此,本文将基于室内试验和数值模拟方法探讨孔隙岩石变形问题,以更好地揭示其微观机制和潜在的影响因素。(1)通过不同孔隙率岩石的循环加卸载试验,描绘其损伤演化规律和宏微观破裂特征,由此建立基于微观结构的孔隙岩石数值模型,并验证其合理性和反映脆延性转化的一般规律。室内试验发现,不同压缩机制下的岩石变形均表现出非线性,其损伤始终在不断发展、而变形参数具有明显的应力依赖性;岩石破坏是一渐进过程,微破裂活动主要集中在宏观破裂面附近,而孔隙空间和围压往往会促进局部的颗粒破碎活动。数值模拟表明,基于矿物颗粒和宏观孔隙的数值模型,可反映岩石脆延性转化过程中的微破裂活动和能量演化规律;变形局部化过程往往伴随着剧烈的微破裂活动和能量释放,而压缩带的形成通常需要较高的孔隙率、围压和压缩变形;提高围压水平通常会促进剪切破裂和颗粒内破裂,而增加孔隙率有助于提高拉伸破裂和颗粒间破裂的相对比例。(2)通过调整矿物和胶结状态、矿物颗粒尺寸、宏微观孔隙结构和孔隙率等内部因素,分析不同压缩机制下微破裂活动和能量组分的变化规律,以探讨岩石微观结构对其变形破坏机制的影响。数值模拟表明,孔隙率是岩石变形响应的主要控制因素,但其微破裂活动和能量释放过程通常受到矿物粒径分布、矿物和 展开更多
关键词 岩石力学 脆延性转化 变形带 局部化 破裂 能量
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