【摘 要】
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岩石的蠕变机理是岩石力学重要的基础理论之一,国内外对此问题的研究较少。本文在分析已有岩石蠕变机理研究成果的基础上,指出了现有岩石蠕变机理研究中存在的不足。
以南
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岩石的蠕变机理是岩石力学重要的基础理论之一,国内外对此问题的研究较少。本文在分析已有岩石蠕变机理研究成果的基础上,指出了现有岩石蠕变机理研究中存在的不足。
以南宁盆地泥岩为研究对象,进行了一系列的单轴压缩无侧限蠕变试验和有侧限蠕变试验,探讨泥岩的蠕变特性,特别是配合扫描电镜,着重探讨泥岩蠕变过程中的细观和微观结构的变化,在此基础上深入分析岩石的蠕变机理。
本文通过室内试验和理论分析,获得了以下一系列研究分析结论。
通过无侧限的单轴压缩蠕变试验发现:泥岩瞬时形变之后较快地进入稳定蠕变阶段,由过渡蠕变阶段向稳定蠕变阶段过渡的界线并不明显,但在材料破裂前出现比较明显的征兆,在持续很短时间后发生失稳破坏;随着荷载的增大,单位应力增量下的蠕变变形增量逐渐稳定,在出现加速蠕变前应力的增加对轴向蠕变速率影响有限;泥岩蠕变瞬时变形量随着应力的增加而减小;泥岩试件的轴向压缩模量增大,出现了硬化现象。通过有侧限的单轴压缩蠕变试验,并将试验结果与无侧限的蠕变试验相对比发现:泥岩在有侧限条件下的蠕变只出现了过渡蠕变和稳态蠕变两个阶段,主要表现为稳态蠕变阶段;出现了体积随时间变化的现象,即发生了体积蠕变;有侧限下的蠕变硬化效应强于无侧限下蠕变硬化效应。
通过蠕变试验及电镜扫描试验结果发现,岩石的蠕变机理是结构损伤与硬化效应,熵增与内部调整共同作用的结果。经过总结前人经验以及试验结果分析,构建蠕变、结构损伤因子及硬化因子综合曲线图,并结合此图对岩石蠕变全过程的机理作了阐述。
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