孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响

《孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第10期岩石力学与工程学报Vol.28No.102009年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2009孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响杨永明，鞠杨，刘红彬，王会杰(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083)3D摘要：以砂岩为研究对象，利用统计学原理和FLAC软件重构了三维孔隙模型。在三维孔隙模型的基础上，应用数值模型试验的方法，通过多组孔隙分布特征参数的巴西圆盘劈裂数值模拟试验，分析并探讨了孔隙结构参数(孔隙率、孔径分布和空间位置分布)

2、对孔隙砂岩力学性能的影响。研究结果表明：孔隙率严重地影响着孔隙圆盘模型的破坏状态，孔隙率较小时圆盘以拉伸破坏为主，孔隙率增大时出现拉伸和剪切共同作用的破坏方式。随着孔隙率的增大，圆盘模型的抗拉强度呈指数递减的趋势；随着孔径分布控制参数的减小，圆盘劈裂破坏区域增大且更加分散。当孔隙率较小时孔径分布对抗拉强度有一定的影响；孔隙空间位置的改变对圆盘破坏的影响主要体现在裂纹产生的位置上，没有改变圆盘的破裂方式和裂纹的数目，对圆盘抗拉强度也没有太大的影响。研究结果揭示了孔隙岩石变形破坏的内在机制，为研究孔隙结构参数对岩石物理力学性能的影响提供一

3、定的参考。关键词：岩石力学；孔隙结构；数值模拟；力学性能中图分类号：TU45；O241文献标识码：A文章编号：1000–6915(2009)10–2031–08INFLUENCEOFPOROUSSTRUCTUREPROPERTIESONMECHANICALPERFORMANCESOFROCKYANGYongming，JUYang，LIUHongbin，WANGHuijie(StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandSafeMining，ChinaUniversityofMiningandTechnolog

4、y，Beijing100083，China)3DAbstract：UsingprincipleofstatisticsandFLAC，thethree-dimensionalporousstructuralmodelsofsandstonearereconstructed.Onthebasisofthe3Dporousstructuralmodels，theinfluencesofporousstructureparameters(porenumber，poreradiidistributionandspacepositiondist

5、ribution)onmechanicalperformancesofsandstoneareexploredthroughanumberofBrazildisksplittestswithdifferentporedistributioncharactersparametersbymeansofnumericalsimulation.Theresultsindicatethatporosityaffectsthefailurestatesofdiskmodelsgreatly.Whentheporosityissmaller，the

6、tensilefailureismainfailuremode.Whentheporosityislarger，thetensilefailureandshearfailureacttogether.Withtheincreaseofporosity，thetensilestrengthdecreaseswithexponentialdistribution.Thesplitfailureregionofdiskmodelislargerwiththesmallerporeradiidistributionparameters.The

7、poreradiidistributionhassomeinfluencesontensilestrengthofdiskmodelwithsmallerporosity.Theinfluenceofporespacepositiondistributionondiskmodelfailuremodeismainlyconcentratedintheplaceofcrackoccurring.Itdoesnotchangefailuremodeandcracknumberofdiskmodel.Theeffectofporespace

8、positionontensilestrengthofdiskmodelcanbeignored.Theachievedresultsdisclosetheintrinsicmechanismsofdeformation