低温-加载作用下白垩系砂岩的变形破坏特性试验研究

摘要：

为探索低温和加载作用对陇东地区深厚富水白垩系砂岩的变形破坏特征的影响,利用MTS-815伺服岩石力学试验机和扫描电镜开展了不同岩性(中粒砂岩和粗粒砂岩)砂岩在不同温度(-30、-20、-10、-5、25 ℃)和围压(0、4、6、8 MPa)下单轴、三轴压缩试验和微观结构测试,对饱和白垩系砂岩的冻结-加载变形、破坏特征及内部机制进行了系统分析.结果表明,砂岩试样峰前孔隙压密变形较显著,且中粒砂岩更甚,温度降低和围压增大均可减弱压密变形而提高刚度和强度;试样峰后扩容变形明显.随着温度的升高,试样弹性模量E、剪切模量G及体积模量Kv均呈先快速、后缓慢的非线性衰减规律,且相同条件下中粒砂岩总是低于粗粒砂岩;泊松比4和拉梅常数4的变化规律与其相反;这些变形指标与温度的关系可由统一的指数模型较好表征.负温冻结时,中粒砂岩的冻胀破坏强于粗粒砂岩,呈横向开裂和点状凸起破坏;加载条件下试样破坏模式受岩性、温度和围压影响显著.两种冻结砂岩的变形破坏差异性内在机制是由其颗粒、孔隙等宏微观结构特征决定的.研究结果将为西部寒区软岩力学研究和煤矿冻结井筒设计提供参考.

关键词：白垩系砂岩、冻结作用、变形指标、破坏特征、微观结构

所属期刊栏目：43

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;陕西省自然科学基础研究计划项目;陕西省教育厅科研计划项目

在线出版日期：2022-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2431-2442