砂岩三轴加载过程中力学特征与能量耗散特征-论文

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文件名称：砂岩三轴加载过程中力学特征与能量耗散特征-论文
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更新时间：2021-07-07 22:57:53
力学特性 能量演化 特征应力 为了获得岩石加载过程力学特性与能量演化特征，开展了不同围压下砂岩力学特性试验。基于能量平衡理论，分析不同围压下砂岩加载过程能量转化规律，研究不同围压下砂岩特征应力、裂纹演化与能量耗散之间的关系。结果表明：砂岩三轴压缩加载过程中，试样的裂纹闭合应力、起裂应力、扩容应力及峰值应力均随围压增大呈线性增加；起裂应力和扩容应力可以较好的描述岩石稳定状态，起裂应力可以看作为岩石出现新生微破裂的初始应力，而岩石扩容应力可以认为是进入塑性屈服状态的标志。岩石加载过程中能量演化特征与应力-应变曲线和特征应力呈现较好的对应关系，压密阶段对应的原生裂纹压密过程能量转化率低；弹性变形及微裂纹稳定扩展阶段，外力做功转化的应变能大部分储存为弹性应变能，岩石内部损伤和塑性变形耗散的能量较小；扩容应力后的裂纹非稳定扩展阶段，岩石内部损伤和塑性变形耗散能量明显增大；峰值应力附近，积聚弹性应变能迅速转化为用于岩石破坏的耗散能。耗散比（Ud/U）随轴向应变的增加，呈现增大-减小-再增大的规律，耗散比趋势变化的转折点与裂纹闭合应力和扩容应力对应。耗散能随着轴向裂纹应变的累计逐渐增大，扩容应力前，耗散能随着轴向裂纹应变增大在低