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水-力耦合条件下砂岩声发射和能量耗散的颗粒流模拟

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论文类型：期刊论文
发表时间：2015-05-10
发表刊物：岩土力学
收录刊物：Scopus、EI、PKU、ISTIC、CSCD
卷号：36
期号：5
页面范围：1496-1504
ISSN号：1000-7598
关键字：砂岩;水-力耦合;声发射;颗粒流程序;能量耗散
摘要：对砂岩进行水-力耦合三轴试验和声发射实时监测,得到水-力耦合作用下砂岩应力-应变曲线和声发射数据.根据试验条件和结果建立离散元颗粒流的水-力耦合双轴模型,研究砂岩声发射和能量演化规律.通过定义耗散能,用耗散能增量较好地诠释了声发射的发展规律.利用微破裂源可追踪声发射局域源,得到水-力耦合条件下的声发射空间分布和裂纹类型.研究表明:(1)孔隙水压力对颗粒的拖拽力削弱了颗粒间的平均接触力,从而降低了砂岩整体强度.(2)孔隙水压力反映出对弹性应变能有一定程度的反复“贮存和清空”作用,造成声发射能量相对离散和峰后的应力波动.(3)渗透压的存在提升了总输入能的耗散效率,降低了总输入能和弹性应变能,须综合考虑总输入能(弹性应变能)和耗散效率才能确定累计耗散能.(4)裂纹分布表现为可能出现与主剪切带呈一定夹角的伴生裂隙带,且受水-力梯度影响,进水端比出水端更密集.(5)张拉裂纹与剪切裂纹的比值于峰值强度处显著增加,峰后趋于稳定.
发表时间：2015-05-10

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