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Indexed by:期刊论文

Date of Publication:2015-05-10

Journal:岩土力学

Included Journals:Scopus、EI、PKU、ISTIC、CSCD

Volume:36

Issue:5

Page Number:1496-1504

ISSN No.:1000-7598

Key Words:砂岩;水-力耦合;声发射;颗粒流程序;能量耗散

Abstract: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.