单轴压缩条件下岩盐应力C溶解耦合效应的细观力学试验分析

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1、第27卷第2期岩石力学与工程学报Vol.27No.22008年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2008单轴压缩条件下岩盐应力–溶解耦合效应的细观力学试验分析汤艳春，周辉，冯夏庭，姚华彦(中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉430071)摘要：通过大量的单轴压缩条件下岩盐应力–溶解耦合效应的细观力学试验，发现在应力作用下岩盐的溶解特性会发生显著的变化。采用溶解质量(即宏观溶解速率)与轴向塑性应变和溶解时间之间的关系来定量描述应力作用下

2、岩盐溶解速率的变化，在试验结果的基础上得到溶解质量与轴向塑性应变和溶解时间之间的变化规律；通过不同阶段的裂纹溶解之后形态上的变化，对不同轴向塑性应变下岩盐宏观溶解速率发生变化的机制进行分析。发现在溶蚀作用下，岩盐的力学性质会发生变化。通过对溶解阶段应力随着溶解时间的变化关系的研究，得出溶蚀作用下岩盐力学性质发生变化的机制在于岩盐发生溶解从而使得岩盐裂纹的临界应力强度因子降低。研究成果为进一步研究岩盐的应力–溶解耦合机制奠定了试验依据以及理论基础。关键词：岩石力学；岩盐；应力–溶解耦合效应；轴向塑性应变；宏观溶解速率；裂纹中图分类

3、号：TU452文献标识码：A文章编号：1000–6915(2008)02–294–09ANALYSISOFMESOMECHANICALTESTOFROCKSALTCONSIDERINGCOUPLEDSTRESS-DISSOLVINGEFFECTSUNDERUNIAXIALCOMPRESSIONTANGYanchun，ZHOUHui，FENGXiating，YAOHuayan(StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，InstituteofRockandS

4、oilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China)Abstract：Throughalargenumberofmesomechanicaltestsofrocksaltsunderuniaxialcompressionconsideringcoupledstress-dissolvingeffect，thedifferencesofdissolvingactiononrocksaltswith/withoutconsideringstressarefoun

5、d；andthevariationofdissolvingactiononrocksaltsconsideringstresscanbedescribedquantitativelywiththerelationshipofdissolvedmasses.Itcanalsobeexpressedwithmacro-dissolvingvelocity，axialplasticstrain，anddissolvingtimewithanalyzingthedataofthetests.Throughanalyzingthediff

6、erenceofcrackshapesunderdifferentcrackexpansionphasesafterdissolution，themechanismofvariationofmacro-dissolvingvelocityunderdifferentaxialplasticstrainsisstudied.Differenceofmechanicalpropertiesofrocksaltswith/withoutconsideringthedissolvingeffecthasalsobeenachieved.

7、Withthegainedrelationshipbetweenstressanddissolvingtimeuponthedissolutionstage，themechanismofvariationofmechanicalpropertiesofrocksaltconsideringdissolvingeffect，whichisshownascriticalstressintensityfactor(SIF)ofcrackthatisdecreasedbecauseofdissolving，hasbeenconclude

8、d.Theachievedresultscanprovideafoundationforthefurtheranalysisofcoupledstress-dissolvingmechanismofrocksalt.收稿日期：2007–03–19；修回日期：20