饱和破碎砂岩压实过程中粒度分布及能量耗散

摘要：

分别对不同级配(Talbot指数为0.2,0.4,0.6和0.8)侧向受限饱和破碎砂岩进行压缩,利用显微CT观察了试样内部孔隙结构的变化规律;基于分形理论,定量研究了粒度分布特征;通过计算应变能密度,分析了能量耗散特征.结果表明,在16 MPa轴向应力下,轴向应变为0.3045～0.3241;在压实初期,试样结构松散,颗粒间接触不稳定,孔隙尺寸较大且联通性好;而在压实后期,试样密实,孔隙形状多为稳定的三角形.粒度分布具有分形特征,分形维数范围为1.7331～2.5610.当轴向应力为0～4 MPa时,颗粒破碎发生急剧,分形维数快速增大;而在4 MPa后,颗粒破碎发生较少,分形维数缓慢增大.变形引起的能量耗散随着轴向应变和分形维数的增大而加速增大,当轴向应变大于0.17或分形维数大于2.1后,应变能密度急剧增大.初始粒径配比对粒度分布和能量耗散均有影响,相同轴向应力下,Talbot指数越大,分形维数越小;相同轴向应变下,Talbot指数越大,应变能密度越小.

关键词：饱和破碎砂岩、孔隙结构、粒度分布、分形理论、应变能密度

所属期刊栏目：35

分类号：TD315(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金项目51404262,11502229;江苏省住建系统科技项目2017ZD169;常州工程职业技术学院科研基金项目11130300117011,11130800217005;常州市科技计划项目CJ20159009

在线出版日期：2018-03-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：197-204