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渗透压-应力耦合作用下泥岩三轴流变实验及其流变本构

王新刚  胡斌  唐辉明  胡新丽  贾鹏飞  
【摘要】:渗透压与应力耦合作用下泥岩的流变实验及其本构研究,对岩土工程长期稳定性分析具有重要的意义.采用岩石温度-应力-渗流耦合三轴流变仪,对泥岩进行了渗透压-应力耦合作用下、干燥状态下两种状态的三轴流变试验,并对两种状态下流变破坏后泥岩断口进行了电镜扫描.研究结果表明:(1)渗透压-应力耦合作用下泥岩应变与时间关系实测曲线中应变曲线出现突变现象的次数明显高于干燥状态下泥岩的流变曲线,说明渗透压对泥岩具有较强的损伤效应;(2)因渗透压的作用,致使渗透压-应力耦合下泥岩在轴向应变、环向应变和体积应变总量上远大于干燥态流变岩样的应变总量,渗透压-应力耦合下泥岩发生流变破坏的应力荷载为干燥状态泥岩荷载的66.7%,渗透压对岩石强度有明显的减弱影响;(3)两种状态下流变破坏后泥岩断口进行电镜扫描后,细观破裂特性对比发现,在渗透压-应力耦合作用下,岩石强度加速降低;(4)对两种状态下泥岩试验成果的流变模型进行了预测,采用所提出的改进的西原本构模型来描述泥岩的流变变形行为,拟合结果显示:改进的西原本构模型能够较好地模拟两种状态下泥岩的全过程流变变形行为,并获得了流变变形特征的本构模型参数值,为渗透压-应力耦合下岩土体长期变形研究奠定了重要基础.

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