煤岩组合体分级加卸载特性的试验研究 被引量：84

1

作者 左建平 谢和平 +1 位作者 孟冰冰 刘建锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1287-1296,共10页

通过MTS 815试验机研究了煤岩组合体分级加卸载试验。分级加卸载下煤岩组合体破坏以脆性破坏机制为主,与单轴作用相比,分级加卸载作用下煤岩组合体的破坏更为破碎,且破坏强度有所提高,但轴向和环向应变却有所降低。同一循环中的加载与... 通过MTS 815试验机研究了煤岩组合体分级加卸载试验。分级加卸载下煤岩组合体破坏以脆性破坏机制为主,与单轴作用相比,分级加卸载作用下煤岩组合体的破坏更为破碎,且破坏强度有所提高,但轴向和环向应变却有所降低。同一循环中的加载与卸载曲线基本不重合,且多数情况不形成闭合环路;卸载曲线与下一个循环的加载曲线通常也不重合,但会形成闭合环路。第1循环结束时残余变形较大,加卸载曲线形成了类似"牛角"状的曲线;随着循环加卸载地进行,与残余变形相比第1循环有所降低,加载和卸载曲线在逐渐靠近,并且加卸载曲线类似"竹叶"状。获得了残余变形和加卸载弹性模量随循环加卸载的变化关系,并且实验表明卸载到1 MPa附近时,卸载线是曲折波动的;但在再次加载初期,加载线几乎是直线,且随着荷载的继续增加,加载线和上一个循环的卸载线逐渐分离。循环加卸载后应变相位逐渐滞后于应力相位,内因可能是因为岩石矿物颗粒间的黏滞性以及煤岩组合体界面之间的摩擦引起的,而外因可能是循环加卸载导致了煤岩体内部损伤,并由此诱发不可恢复的残余变形。 展开更多

关键词 煤岩组合体 分级加卸载 残余变形 耗散能 加卸载弹性模量

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分级加卸载条件下软弱复杂矿岩蠕变规律研究 被引量：53

2

作者 袁海平 曹平 +1 位作者 万文 许万忠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1575-1581,共7页

采用集众优点于一体的分级增量循环加卸载方式,对金川有色金属公司III矿区软弱复杂矿岩进行蠕变试验,试验数据按可恢复的瞬时弹性应变与滞后黏弹性应变,以及不可恢复的瞬时塑性应变与黏塑性应变进行分析,得出软弱复杂矿岩黏弹塑性特性... 采用集众优点于一体的分级增量循环加卸载方式,对金川有色金属公司III矿区软弱复杂矿岩进行蠕变试验,试验数据按可恢复的瞬时弹性应变与滞后黏弹性应变,以及不可恢复的瞬时塑性应变与黏塑性应变进行分析,得出软弱复杂矿岩黏弹塑性特性的基本规律。在对试验数据深入分析和对比研究的基础上,将Burgers黏弹蠕变模型与Mohr-Coulomb准则相结合,形成新的黏弹塑性模型,以研究复杂条件下软弱岩石的变形特性,并编制改进的Burgers蠕变模型试验数据处理程序,对模型参数进行拟合和加权平均取值。试验结果表明,金川III矿区矿岩蠕变试验曲线与理论曲线较为吻合,改进的Burgers蠕变模型能较好的描述岩石的蠕变特性。 展开更多

关键词 岩石力学 分级加卸载 软弱复杂矿岩 黏弹塑性 蠕变 Buyers模型 伺服控制

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分级加卸载下节理软岩流变试验及模型 被引量：28

3

作者 赵延林 曹平 +2 位作者 陈沅江 李江腾 袁海平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期748-753,共6页

采用分级增量循环加卸载方式,对金川有色金属公司Ⅲ矿区软弱节理矿岩进行蠕变试验,按瞬时弹性应变、滞后黏弹性应变、瞬时塑性应变与黏塑性应变对流变试验数据进行分析,探讨了软弱节理矿岩的黏弹塑性变形特性;引入2种非线性元件——裂... 采用分级增量循环加卸载方式,对金川有色金属公司Ⅲ矿区软弱节理矿岩进行蠕变试验,按瞬时弹性应变、滞后黏弹性应变、瞬时塑性应变与黏塑性应变对流变试验数据进行分析,探讨了软弱节理矿岩的黏弹塑性变形特性;引入2种非线性元件——裂隙闭合体和非线性牛顿体,并将它们和描述衰减蠕变特性的开尔文体及描述瞬弹性的虎克体相结合,得到了一种新的复合元件流变模型,以研究复杂条件下节理软岩的黏弹塑性变形特性.试验结果表明,复合元件流变力学模型能很好地描述节理软岩在不同应力水平下的蠕变特性,特别是裂隙闭合阶段和加速蠕变阶段的特性,金川Ⅲ矿区矿岩蠕变试验曲线与理论曲线较为吻合. 展开更多

关键词 分级加卸载 节理软岩 流变模型 黏弹塑性

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分级加卸载下深部岩石流变实验及模型 被引量：20

4

作者 李娜 曹平 +1 位作者 衣永亮 张向阳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期3465-3471,共7页

以金川有色金属公司Ⅱ矿区深部岩石为研究对象,实验采用分级增量循环加卸载方式进行,根据蠕变实验所得的曲线,按照可恢复的瞬时弹性应变、滞后黏弹性应变、不可恢复的瞬时塑性应变与黏塑性应变进行数据分析,得出深部岩石的黏弹塑性的变... 以金川有色金属公司Ⅱ矿区深部岩石为研究对象,实验采用分级增量循环加卸载方式进行,根据蠕变实验所得的曲线,按照可恢复的瞬时弹性应变、滞后黏弹性应变、不可恢复的瞬时塑性应变与黏塑性应变进行数据分析,得出深部岩石的黏弹塑性的变形特性。在对数据进行深入的分析和对比后,引入改进的西原正夫模型来研究该深部岩石的黏弹塑性的变形特性。研究结果表明:改进的西原正夫模型的理论曲线与岩石实验所得的蠕变曲线能较好地吻合,说明该模型可以较好的模拟金川Ⅱ矿区深部岩石的蠕变变形特性。 展开更多

关键词 分级加卸载 深部岩石 黏弹塑性 改进的西原模型

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分级加卸载下深部粉砂岩三轴蠕变特性试验研究 被引量：12

5

作者 高文华 刘正 +1 位作者 刘栋 赵延林 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期127-134,共8页

采用分级增量循环加卸载方式,对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿-300米东大巷二煤层底板粉砂岩进行了三轴蠕变特性试验,详细探讨了其轴向蠕变和变形模量的变化特征,分析了围压对蠕变和破坏的影响;研究了该类岩石各蠕变阶段非线性... 采用分级增量循环加卸载方式,对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿-300米东大巷二煤层底板粉砂岩进行了三轴蠕变特性试验,详细探讨了其轴向蠕变和变形模量的变化特征,分析了围压对蠕变和破坏的影响;研究了该类岩石各蠕变阶段非线性黏弹塑性变形特征。试验结果表明,在围压条件下,加速蠕变阶段较明显,岩样经过典型的蠕变三阶段后产生明显的黏塑性破坏;变形模量随应力水平的增大和时间的增长逐渐减小,直至趋于某一稳定值;瞬弹应变、瞬时总应变、粘弹性应变和总蠕变均随应力水平增大而增大;围压越大,岩石蠕变值越小,变形模量越小,塑性变形所占比重越大,非线性流变越明显。加大围压可以减缓岩石的蠕变破坏时间,围压越大破坏时的应变值也越高。表明围压对岩石蠕变有明显的约束作用。 展开更多

关键词 分级加卸载 三轴蠕变 黏弹塑性 粉砂岩

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分级加卸载硬岩短时蠕变特性实验研究 被引量：16

6

作者 刘传孝 张加旺 +1 位作者 张美政 张福俊 《实验力学》 CSCD 北大核心 2009年第5期459-466,共8页

由单向抗压强度实验及8级加卸载短时蠕变实验,得到蠕变下限为27MPa的细砂岩试样典型的坚硬岩石脆性断裂特征。应力-应变等时曲线线性回归函数的相关系数均高于0.92,长期强度与瞬时强度之比达94.39%,证明细砂岩试样的整体蠕变特性不强。... 由单向抗压强度实验及8级加卸载短时蠕变实验,得到蠕变下限为27MPa的细砂岩试样典型的坚硬岩石脆性断裂特征。应力-应变等时曲线线性回归函数的相关系数均高于0.92,长期强度与瞬时强度之比达94.39%,证明细砂岩试样的整体蠕变特性不强。应力-轴向应变等时曲线线性回归函数的平均相关系数高出应力-径向应变等时曲线线性回归函数的平均相关系数3.92%,因此其轴向非线性蠕变特性相对于径向非线性蠕变特性更弱。随着时间延续,细砂岩试样的非线性蠕变特性总体服从负Gauss分布规律,具有明显的时间效应。随加载应力水平的提高,应力-轴向应变等时曲线和应力-径向应变等时曲线线性拟合函数的平均相关系数下降幅度分别为0.97%和0.67%,线性相关性普遍降低。所以细砂岩试样的非线性蠕变程度随加载应力水平的提高而提高,载荷效应明显。 展开更多

关键词 分级加卸载 应力-应变等时曲线 Gauss分布 相关系数 短时蠕变实验

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分级加卸载条件下Q_3黄土三轴蠕变特性研究 被引量：12

7

作者 王鹏程 骆亚生 +2 位作者 张希栋 高帅 胡连信 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期1237-1242,共6页

采用分级增量循环加卸载方式,利用SR-6型三联式三轴蠕变仪对陕西省泾阳县某边坡原状黄土进行了三组室内三轴固结排水蠕变试验,着重研究了黄土黏弹塑性的基本规律,以此建立了黏弹塑性九元件蠕变模型。结果表明:该地区原状黄土具有明显的... 采用分级增量循环加卸载方式,利用SR-6型三联式三轴蠕变仪对陕西省泾阳县某边坡原状黄土进行了三组室内三轴固结排水蠕变试验,着重研究了黄土黏弹塑性的基本规律,以此建立了黏弹塑性九元件蠕变模型。结果表明:该地区原状黄土具有明显的流变特性,总体呈线性衰减蠕变;卸载后,土样产生衰减黏弹性回弹变形,回弹量随着卸荷量的减小,围压的增大,含水率的增大而减小;加卸载应力历史对黄土蠕变变形具有累积效应;该地区原状黄土的回弹变形不明显,黏弹性变形在蠕应变中所占比重较小;所建立的元件蠕变模型可以较好地描述该地区黄土的三轴线性蠕变特性,物理意义明确,且模型参数易得。 展开更多

关键词 Q3黄土 分级加卸载 三轴蠕变试验 蠕变特性 九元件蠕变模型

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分级加卸载下深部巷道围岩蠕变特性试验研究 被引量：1

8

作者 高文华 刘栋 刘正 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期549-555,共7页

采用分级增量循环加卸载方式,对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿-300m东大巷二煤层底板粉砂岩进行了单轴蠕变特性试验,探讨了轴向蠕变和各蠕变阶段的非线性粘弹塑性变形特征。试验结果表明,当应力水平低于岩石的长期强度时,粉砂... 采用分级增量循环加卸载方式,对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿-300m东大巷二煤层底板粉砂岩进行了单轴蠕变特性试验,探讨了轴向蠕变和各蠕变阶段的非线性粘弹塑性变形特征。试验结果表明,当应力水平低于岩石的长期强度时,粉砂岩只发生衰减蠕变;瞬时塑性应变和粘塑应变随轴向应力的增大而增大,瞬时弹性模量随应力水平增大而增加,而变形模量随应力水平增大和时间的增长逐渐减小,直至趋于某一稳定值;随着应力水平增大,粘弹性应变、粘塑性应变和总蠕变均先减小然后增大,表明低应力下因岩石内部微裂纹不断压密产生应变硬化,高应力下因岩石材料性质不断劣化产生内部损伤发生应变软化。 展开更多

关键词 围岩蠕变 深部巷道 分级加卸载 粘弹塑性

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分级加卸载条件下岩石的弹塑性流变特性 被引量：6

9

作者 孙小康 朱卓慧 徐燕飞 《矿业工程研究》 2011年第4期1-5,共5页

利用RMT-150C微机控制电液伺服岩石力学试验机测定了三岔河矿区顶板粉砂岩的各项物理力学指标;采用分级加卸载的方式在RYL-600岩石剪切流变试验仪上进行了一系列的岩石流变试验;分析试验数据,发现该区岩石具有弹性-粘性-粘弹性的流变特... 利用RMT-150C微机控制电液伺服岩石力学试验机测定了三岔河矿区顶板粉砂岩的各项物理力学指标;采用分级加卸载的方式在RYL-600岩石剪切流变试验仪上进行了一系列的岩石流变试验;分析试验数据,发现该区岩石具有弹性-粘性-粘弹性的流变特性,总结岩石流变特性,对其流变模型进行辨识,发现岩石的流变特性与伯格斯模型性质很相似;利用伯格斯模型对该区岩石的流变特性展开研究,求取了不同应力水平下伯格斯流变模型各项参数,利用伯格斯方程拟合得出岩石的流变理论曲线,理论曲线和实际试验数据吻合较好,说明伯格斯模型能较好地反映三岔河矿区顶板粉砂岩的流变特性. 展开更多

关键词 分级加卸载 伯格斯模型 弹塑性 流变

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分级加卸载下南海珊瑚泥一维固结长期变形试验及模型研究 被引量：1

10

作者 沈扬 邓珏 +1 位作者 翁禾 阳龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期685-696,共12页

南海珊瑚泥是珊瑚群体死后的骨胳、碎屑聚积形成的海洋岩土体钙质软泥,具有特殊的工程性状,研究其在荷载作用下与时间相关的长期非线性变形对吹填岛礁建设和长期稳定分析具有重要意义。对珊瑚泥进行了3组不同加卸载方案的一维固结压缩试... 南海珊瑚泥是珊瑚群体死后的骨胳、碎屑聚积形成的海洋岩土体钙质软泥,具有特殊的工程性状,研究其在荷载作用下与时间相关的长期非线性变形对吹填岛礁建设和长期稳定分析具有重要意义。对珊瑚泥进行了3组不同加卸载方案的一维固结压缩试验,通过改变加载时间与加卸载循环圈数探究应力历史对其长期变形性质的影响,并针对珊瑚泥在加卸载试验条件下呈现出的瞬时变形、延时衰减与延时稳定变形3阶段规律,采用改进的Burgers模型拟合不同竖向应力作用下的ε-t(应变-时间)曲线,具有较高拟合精度。同时分析模型参数后发现,随着分级加载时间提高,瞬时应变增量及其增长率下降,最终荷载下的延时衰减时间缩短,延时稳定应变速率及最终荷载下的总应变增量减小。同一加卸载循环圈数中,同竖向应力下卸载阶段的瞬时应变增量小于加载阶段。随着加卸载循环圈数的增加,加、卸载各阶段瞬时应变增量均减小且二者相近,延时衰减时间缩短,延时稳定应变速率及最终荷载下的总应变增量减小。研究了分级加载时间与加卸载循环圈数对珊瑚泥长期变形性质的影响,旨在为岛礁建设中的堆载预压方案提供理论依据。 展开更多

关键词 南海珊瑚泥 分级加卸载 长期非线性变形 改进Burgers模型 模型参数

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分级加卸载下红砂岩蠕变破坏能量耗散特征研究 被引量：8

11

作者 赖荣辉 陈亚南 陈自海 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第6期200-204,共5页

针对岩石蠕变引起的工程岩体破坏问题,分析研究了岩石蠕变过程中的能量耗散特征,并揭示岩石蠕变机理。通过分级加卸载条件下的蠕变试验,对比分析了红砂岩轴向、径向蠕变特征,研究各级加载过程中岩石弹性应变能与耗散能特征。试验结果表... 针对岩石蠕变引起的工程岩体破坏问题,分析研究了岩石蠕变过程中的能量耗散特征,并揭示岩石蠕变机理。通过分级加卸载条件下的蠕变试验,对比分析了红砂岩轴向、径向蠕变特征,研究各级加载过程中岩石弹性应变能与耗散能特征。试验结果表明:当加载应力小于岩石长期强度时,试件以轴向蠕变为主;当加载应力大于岩石长期强度时,径向等速蠕变阶段应变速率大于轴向应变速率。红砂岩在蠕变破坏过程中,总耗散能与岩石吸收总能量的比值约为0.35,并且加速蠕变阶段耗散能约为总耗散的12%,说明岩石吸收的能量大部分以弹性能的形式贮存于试件内,加速蠕变阶段的耗能远少于等速蠕变阶段的耗能。 展开更多

关键词 岩石蠕变 分级加卸载 耗散能 弹性应变能

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分级加卸载下砂岩蠕变试验及模型研究 被引量：7

12

作者 杨珂 韩超 刘校麟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第3期97-102,109,共7页

采用分级加卸载方式,利用五联流变实验系统对陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司砂岩进行单轴蠕变试验。针对岩石蠕变的衰减、稳定和加速三阶段特征,将Burgers模型中串联的牛顿体的黏滞系数修正为与应力、时间相关的函数,考虑损伤在蠕变过... 采用分级加卸载方式,利用五联流变实验系统对陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司砂岩进行单轴蠕变试验。针对岩石蠕变的衰减、稳定和加速三阶段特征,将Burgers模型中串联的牛顿体的黏滞系数修正为与应力、时间相关的函数,考虑损伤在蠕变过程中的影响,基于损伤理论和Lemaitre应变等价性假说,建立损伤体模型。将Hooke体、Kelvin模型、修正牛顿体和损伤体四者串联组成一个新的非线性损伤蠕变模型,推导新模型的本构方程和蠕变方程,该模型以一个统一的函数描述岩石在不同应力水平下的蠕变曲线。基于单轴蠕变试验结果,对模型参数进行辨识和敏感性分析,将新模型与试验蠕变曲线对比。结果表明:模型能很好地拟合岩石蠕变,模型无须采用分段函数即可描述砂岩蠕变的全过程,弥补了Burgers模型无法描述加速蠕变的不足,从而验证新模型的合理性。 展开更多

关键词 砂岩 分级加卸载 修正牛顿体 损伤蠕变模型 全过程蠕变

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分级加卸载条件下膨胀土蠕变特性试验研究 被引量：1

13

作者 宁行乐 何彬 谢佳佑 《江苏科技信息》 2016年第12期58-60,共3页

文章通过一系列的室内三轴剪切蠕变试验,探讨了南宁膨胀土在分级加卸载条件下的蠕变特性。研究表明:南宁膨胀土在长期荷载作用具有明显的蠕变特征,总体为衰减型蠕变;在卸载后,土样产生回弹变形,回弹变形随荷载增大而增大;应力历史对膨... 文章通过一系列的室内三轴剪切蠕变试验,探讨了南宁膨胀土在分级加卸载条件下的蠕变特性。研究表明:南宁膨胀土在长期荷载作用具有明显的蠕变特征,总体为衰减型蠕变;在卸载后,土样产生回弹变形,回弹变形随荷载增大而增大;应力历史对膨胀土蠕变变形具有累积效应。 展开更多

关键词 膨胀土 分级加卸载 三轴蠕变试验 蠕变特性

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三轴分级循环加卸载下爆破损伤顶板砂岩能量耗散试验研究

14

作者 王梦想 王浩 +3 位作者 马守龙 宗琦 汪海波 徐颖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期227-237,共11页

为探究不同围压环境爆破荷载损伤砂岩在循环加卸载作用下能量耗散演化规律,利用三轴试验加载装置系统对三种不同损伤度的砂岩试件开展不同围压下的分级循环加卸载试验,并结合电子数码显微镜获取不同损伤度试件细观结构,分析爆破荷载损... 为探究不同围压环境爆破荷载损伤砂岩在循环加卸载作用下能量耗散演化规律,利用三轴试验加载装置系统对三种不同损伤度的砂岩试件开展不同围压下的分级循环加卸载试验,并结合电子数码显微镜获取不同损伤度试件细观结构,分析爆破荷载损伤、围压及加载级数对试件能量耗散及破裂破碎形态的影响规律。结果表明:(1)爆破荷载作用会对岩体造成损伤,单轴压缩荷载下振动损伤、爆破损伤试件峰值强度降幅分别为5.53%、18.87%,单轴分级循环加卸载作用对未损伤、振动损伤试件产生劣化,对爆破损伤试件产生强化作用;(2)爆源近端岩体损伤程度较高,在外荷载作用下率先发生破坏,围压的存在显著降低试件的破裂破碎程度,试件呈剪切、拉伸及压碎破坏多种模式共存;(3)循环加卸载过程中第1次循环加载试件所获取总能量及塑性变形能最大,循环次数的增加使试件塑性变形能及耗散能整体均呈现减小趋势,围压及循环加载级数的增大使试件在循环加载过程中各能量均随之增加;(4)分级循环加卸载过程中Ⅱ级循环加卸载试件耗能比要低于Ⅰ级与Ⅲ级,爆破损伤、振动损伤及未损伤试件在Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级循环加卸载过程中耗能比均值分别为15.73%、12.47%、13.95%,13.49%、12.44%、13.46%,12.07%、8.69%、11.56%,爆破荷载损伤改变岩体内部结构使得试件在循环加卸载作用下耗能占比更加显著。 展开更多

关键词 爆破损伤 顶板砂岩 分级循环加卸载 峰值强度 破裂破碎形态 能量耗散 耗能比

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深部砂岩分级增量加卸载蠕变特性 被引量：8

15

作者 张俊文 霍英昊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期661-669,共9页

为研究砂岩在深部高应力环境下的蠕变变形特征和黏弹塑性变形规律,对砂岩试件还原初始应力后采用分级增量加卸载的方式,进行三轴压缩蠕变试验。根据试验结果将应变分解为瞬弹性应变、瞬塑性应变、黏弹性应变和黏塑性应变,采用稳态蠕变... 为研究砂岩在深部高应力环境下的蠕变变形特征和黏弹塑性变形规律,对砂岩试件还原初始应力后采用分级增量加卸载的方式,进行三轴压缩蠕变试验。根据试验结果将应变分解为瞬弹性应变、瞬塑性应变、黏弹性应变和黏塑性应变,采用稳态蠕变速率法测算了深部砂岩的长期强度,并验证了基于分数阶模型改进的深部砂岩蠕变模型的适用性,对比分析了西原模型与改进后的深部砂岩蠕变模型对试验数据的拟合效果。结果表明:砂岩蠕变过程中,瞬时弹性应变阶段变形量最大,占总变形量的70%~80%;随着加载等级的增加,深部岩石试件瞬弹性应变和瞬塑性应变都逐渐增加,但瞬塑性应变增量先减小后增大,说明在加载过程中试件内部有瑕疵的微元体被破坏;随着应力增加,不可恢复的黏性流动增强,黏塑性应变增长较快,塑性变形堆积,到高应力水平蠕变变形表现为黏弹性变形和黏塑性变形共存的状态;通过对稳态蠕变进行分析,得到砂岩试件稳态蠕变速率不为零的应力阈值,以此为测算深部砂岩长期强度的依据,测算得到深部砂岩的长期强度为66 MPa,约为常规强度的77%。通过最小二乘法对数据进行深部砂岩蠕变模型和西原模型的拟合与参数辨识,得出改进后分数阶模型可以更好地描述深部砂岩的等速蠕变和加速蠕变。 展开更多

关键词 分级加卸载 深部岩石 黏弹塑性 长期强度 蠕变模型

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煤岩组合体分级循环加卸载力学特性的实验研究 被引量：26

16

作者 朱卓慧 冯涛 +2 位作者 宫凤强 叶洲元 喻智 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2469-2475,共7页

使用MTS815岩石力学实验系统,对煤岩组合体进行单轴分级循环加卸载实验,对煤岩组合体在分级循环加卸载实验条件下的力学特性进行分析。研究结果表明:在单轴分级循环加卸载实验条件下,煤岩组合体破坏以剪切破坏机制为主;与单轴抗压强度... 使用MTS815岩石力学实验系统,对煤岩组合体进行单轴分级循环加卸载实验,对煤岩组合体在分级循环加卸载实验条件下的力学特性进行分析。研究结果表明:在单轴分级循环加卸载实验条件下,煤岩组合体破坏以剪切破坏机制为主;与单轴抗压强度实验结果相比,在单轴分级循环加卸载作用下,煤岩组合体内部微观裂纹得到扩展,试样的整体强度降低,试样破坏更彻底;在分级加卸载过程第1阶段中,煤岩组合体单循环应变曲线及能耗曲线呈现先骤然下降然后平缓下降的趋势,初始应力与耗散能和应变呈现正相关关系。 展开更多

关键词 煤岩组合体 分级循环加卸载 整体强度 耗散能

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不同分级循环加卸载模式下六边形蜂窝能量演化规律

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作者 邹全乐 周小莉 +2 位作者 王睿智 刘浩 刘莹 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期45-55,共11页

为了阐明循环加卸载路径对六边形蜂窝能量演化的影响规律,设计了3种不同分级循环加卸载试验,揭示了不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、弹性变形能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及相互关系,研究结果表明:不同分级循环加... 为了阐明循环加卸载路径对六边形蜂窝能量演化的影响规律,设计了3种不同分级循环加卸载试验,揭示了不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、弹性变形能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及相互关系,研究结果表明:不同分级循环加卸载作用下,蜂窝的初始峰值强度和平台应力与卸载过程蜂窝弹性能的释放程度有关;3种不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、蜂窝的弹性变形能和塑性变形能随着加卸载梯级增大呈现非线性增加的趋势,耗散能在前三级循环作用下随着加载次数增加而减小,在最后一级循环中循环载荷上限较大,扰动效应强于强化效应,耗散能呈现相反趋势;提升循环载荷上限,蜂窝内部损伤增加,且越接近蜂窝初始峰值强度,蜂窝的损伤越严重;同时提升循环载荷下限,蜂窝弹性能释放较少,损伤加剧。 展开更多

关键词 分级循环加卸载 蜂窝 耗散能 总能量 损伤

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分级加-卸载条件下原煤的渗透及能耗特征研究 被引量：13

18

作者 段敏克 蒋长宝 +3 位作者 俞欢 陆天宇 钮彬炜 孙东玲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1346-1354,共9页

利用自主研制的含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,进行了含瓦斯原煤分级加-卸载试验,分析探讨了煤岩的变形、渗透特性及能耗特征,结合能耗特征建立了损伤变量方程。研究结果表明:随分级加-卸载进行,煤样的累积残余变形逐渐增加... 利用自主研制的含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,进行了含瓦斯原煤分级加-卸载试验,分析探讨了煤岩的变形、渗透特性及能耗特征,结合能耗特征建立了损伤变量方程。研究结果表明:随分级加-卸载进行,煤样的累积残余变形逐渐增加,相对残余变形先降低,后出现残余变形稳定区,临近煤样破坏又上升。随分级加-卸载进行,渗透率总体变化趋势呈螺旋状先降低,后上升,破坏瞬间急剧增大;定义渗透率绝对恢复率η_j和渗透率相对恢复率η_x定量分析了加-卸载渗透率的变化情况,发现η_j先减小,临近破坏又增大,η_x逐渐增大,其中弹性段ηx保持在85%~95%,临近破坏超过100%。随分级加-卸载进行,煤体累积耗散能呈指数函数增加,单级循环耗散能增加。随着轴向应力的增加,主应力差增加,损伤变量值增大,且煤样破坏时的损伤变量临界值Dc≈0.9。 展开更多

关键词 含瓦斯煤 分级加-卸载 残余变形 渗透率 耗散能

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分级循环加卸载煤体变形破坏特征试验研究 被引量：7

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作者 李树刚 刘思博 +4 位作者 林海飞 双海清 李磊明 于涵旭 罗荣卫 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期199-205,共7页

瓦斯抽采钻孔在采动影响下所处的应力状态比较复杂,随着工作面的推进,经历复杂的加载和卸载共同作用,易导致抽采钻孔失稳破坏。为深入研究采动影响下煤体钻孔的变形破坏特征,通过开展单调加载及分级循环加卸载试验,分析不同加载路径下... 瓦斯抽采钻孔在采动影响下所处的应力状态比较复杂,随着工作面的推进,经历复杂的加载和卸载共同作用,易导致抽采钻孔失稳破坏。为深入研究采动影响下煤体钻孔的变形破坏特征,通过开展单调加载及分级循环加卸载试验,分析不同加载路径下试样的强度特征,并结合数字散斑技术(XTDIC)分析试样单轴压缩过程中裂纹扩展及孔周位移演化规律,通过布置"虚拟引伸计"分析试样局部化带位移演化特征。结果表明:与单调加载路径相比,分级循环加卸载路径下试样的抗压强度减小,减小幅度为4.59%;分级循环加卸载路径下,含钻孔试样的最终破坏是由远场裂纹与钻孔两侧的剪切裂纹贯通形成宏观破裂带导致的,不同加载路径下试样破坏模式均为拉剪复合破坏,破坏形态呈"X"状;试样加载顶点与卸载低点的张拉、错动位移随着循环次数增加逐渐增大,呈波动上升趋势,并且在时间上滞后于应力变化;孔周位移测点层位越高,试样加载至相同时刻的位移越大;分级循环加卸载路径下,试样卸载阶段的测点位移有轻微恢复现象,最大恢复量为0.149 mm,位移随时间增长表现为"台阶式"递增现象。 展开更多

关键词 分级循环加卸载 裂纹演化 局部化带位移 虚拟引伸计 抽采钻孔

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布尔台矿单轴加卸载下砂质泥岩声发射特征研究

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作者 曹金钟 杨志良 王文杰 《工矿自动化》 北大核心 2022年第6期147-153,158,共8页

采掘反复扰动诱导的加卸载效应是造成井巷工程岩体破坏的重要诱因,但目前缺乏对西部广泛分布的弱胶结砂质泥岩在加卸载状态下力学响应的研究。针对该问题,以国家能源集团神东布尔台煤矿钻孔BK209中砂质泥岩为研究对象,采用单轴分级加卸... 采掘反复扰动诱导的加卸载效应是造成井巷工程岩体破坏的重要诱因,但目前缺乏对西部广泛分布的弱胶结砂质泥岩在加卸载状态下力学响应的研究。针对该问题,以国家能源集团神东布尔台煤矿钻孔BK209中砂质泥岩为研究对象,采用单轴分级加卸载试验方案(设置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ 3种加卸载路径,其中加卸载路径Ⅰ采用位移控制,加卸载路径Ⅱ,Ⅲ采用荷载控制),研究不同加卸载路径下砂质泥岩的力学及声发射(AE)特征。研究结果表明:(1)加卸载路径I下试样应力达到峰值后跌落较快,表现出脆性特征;加卸载路径Ⅱ下试样应力达到峰值后跌落有限,有一定残余强度;加卸载路径Ⅲ下试样应力达到峰值后分级跌落,表现出一定延性特征。(2)加卸载路径越短,卸载阶段弹性模量增加越大,主要是因为在加载过程中新生裂隙接触面因剪切滑移产生碎屑,卸载路径短,受到拉应力脱落的碎屑充分充填到附近空隙,裂隙面之间的摩擦能力变强。(3)第1次加载阶段,路径Ⅰ下AE振铃计数呈先增后减的对称变化,路径Ⅱ下AE振铃计数呈左偏峰变化,路径Ⅲ下AE振铃计数呈增减波动变化,中间波动较大;第2次加载阶段,在加载路径Ⅰ,Ⅲ下,当应力增至临近峰值,达到砂质泥岩屈服极限时,AE振铃计数陡增,出现Kaiser点;最后1次加载至峰值过程中,路径I下AE振铃计数先均匀持续发生,接着渐进式增加,路径Ⅱ,Ⅲ下AE振铃计数均先均匀持续发生,临近峰值应力呈跳跃式增长。(4)第1次加载阶段,由于应力较低,AE振铃计数较少,AE处于相对平静期;在卸载阶段,基本无振铃计数,AE处于间歇期;随着应力提高和加卸载次数增多,AE振铃计数相对增加,AE处于波动期;最后1次加载至峰值的过程中,砂质泥岩处于破坏阶段,AE振铃计数激增,AE进入活跃期。 展开更多

关键词 砂质泥岩 巷道围岩 单轴分级加卸载 声发射特征 AE 振铃计数

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