基于新型蠕变仪下的泥岩力学参数时效性研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2010／18(2)-0216-06基于新型蠕变仪下的泥岩力学参数时效性研究崔少东刘保国刘开云(北京交通大学土木建筑工程学院北京100044)摘要岩石在蠕变的过程中其基本力学参数变形模量E、内聚力V和内摩擦角是随时间和应力逐渐弱化的。本文对现行蠕变设备特点进行分析，研制了一套新型的五联单轴蠕变仪，此仪器能够在相同的应力条件下同时进行5个试件的蠕变试验。并且使用该仪器对宝鸡市秦源煤矿泥岩的力学参数E、c、西在蠕变试验中的弱化规律进行了研究。提出了把粘塑性应变作为泥岩力学参数弱化的指标，得出了泥岩E、C、随粘塑性

2、应变呈指数衰减的函数关系，并计算了该泥岩破坏时的E以。对该泥岩E、C、和粘塑性应变的函数关系式进行了分析，得到了岩石E、e、和应力(or)以及时间(t)的耦合函数方程，为后续岩石非定常本构模型的研究奠定了基础。关键词力学参数时效性蠕变仪蠕变试验中图分类号：P642．4文献标识码：AEXPEIUMENTALSTUDYoNT】[fEEFFECToFMUDSToNEMECHANI．CALPARAMETEIWITHNEWCREEPAPPARATUSCUIShaodongLIUBaoguo(SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijin

3、g100044)AbstractThedeformationmodulus(E)，cohesion(C)andinternalfrictionangle()arethreebasicmechanicalpa—rametersintheprocessofrockcreep．Theycangraduallydegradewithtimeandstress．Thispaperimprovesthepresentcreepapparatusanddevelopsanewmarl-madefive-jointeduniaxialcreepapparatus．Thenewapparatuscantestf

4、ivesamplessimultaneouslyunderthediferentconditionsfortheirmechanicalparameters(E，C，and)．ThedegradingregularitiesofabovethreeparametersofmudstonecollectedfromQinyuancoalmineplantinBaojiShanxiareinvestigatedintheprocessofcreepwiththisnewcreepapparatus．TheresultsshowthatthedependentvariablevaluesofE，c，

5、andaredegradedexponentiallywiththeviscoplasticstrain，astheindependentvariable．ThefailurevaluesofE，Candarecalculated．ThepaperanalyzestherelationshipofE，C，andwiththevisco·plasticstrain．ThreecouplingfunctionalequationsareobtainedforindicatingtheinfluenceofE，C，andonthestress(or)andtime(t)，respectively．T

6、hispaperlaysafoundationforfurtherestablishmentofunsteadymudstoneconstitutivemode1．KeywordsMechanicalparameter，Timeefect，Creepapparatus，Creeptest，Mudstone$收稿日期：2009—07—13；收到修改稿日期：2009—09—25．第一作者简介：崔少东，北京交通大学博士生．Email：06115209@bjtu．edu．cn18(2)崔少东等：基于新型蠕变仪下的泥岩力学参数时效性研究2l7一组试件进行不同应力水平和不同时长的试验，目1引言前这些蠕变实

7、验设备每次只能对一个试件在某一条件下的蠕变过程进行测试，做一组试验要花费大量岩石的蠕变特性，在岩体的力学特性中一直占的时间和人力。着很重要的位置，而倍受岩石力学工作者的重视，成2．2五联单轴蠕变仪的工作原理为岩体力学研究领域中的一个热点。很多岩石力学五联单轴蠕变仪是通过变频电机带动丝杠进行研究工作者在各自对岩石蠕变特性试验基础上，通加载。启动某一号系统变频电机和微机控制系统，过对试验数据的拟合分析