地质学论文_红层泥岩加卸载力学特性与能量演化

文章摘要:为探究红层泥岩的力学特性和能量演化规律，通过设置5种不同围压梯度（200kPa、250kPa、300kPa、350kPa、400kPa），且轴压与围压不等速率的应力路径，采用YSY-2500型岩石三轴仪，对四川遂宁地区红层泥岩开展了室内循环加卸载试验。研究循环加卸载过程中，围压效应对红层泥岩力学特性、总应变能密度、弹性应变能密度以及耗散能密度的影响，揭示泥岩循环加卸载过程中，应力-应变与能量之间的演化规律。研究结果表明：从初始加卸载至试验结束，轴向应力做功时输入的总能量密度、弹性应变能密度以及耗散能密度总体呈现出先增大后减小的“正态分布”形式；在峰前阶段，弹性应变能密度与耗散能密度间的差值会随着循环加卸载的次数而增大；围压的侧限作用不仅会提高试样的承载能力，还能抑制试样破坏，总能量密度、弹性应变能密度以及耗散能密度随着围压的增大而增大；当围压σ₃≤300kPa时，峰后阶段的耗散能密度低于弹性应变能密度，而围压σ₃＞300kPa时，耗散能密度高于弹性应变能密度，表明围压增大会进一步抑制弹性储能在试样破坏后的释放；相同围压下，随着干湿循环次数的增加，干燥、饱和状态下的抗压强度值和应变能密度均呈负相关关系；相同干湿循环次数，干燥状态的抗压强度和应变能密度比饱和状态高，呈正相关关系。研究成果为进一步掌握红层泥岩的破坏机制提供了参考，也为红层泥岩地区的工程建设提供了参考价值。

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项目基金:《力学季刊》 网址: http://www.lxjkzz.cn/qikandaodu/2021/1103/749.html