[1]李忠慧,李明涛,胡棚杰,等.尺寸效应对岩石单轴压缩试验影响研究[J].长江大学学报(自然科学版),2024,(2):60-59.
点击复制

尺寸效应对岩石单轴压缩试验影响研究
分享到:

长江大学学报(自然科学版)[ISSN:1673-1409/CN:42-1741/N]

卷:
期数:
2024年第2期
页码:
60-59
栏目:
石油与天然气工程
出版日期:
2024-03-25

文章信息/Info

文章编号:
1673-1409 (2024) 02-0060-07
作者:
李忠慧李明涛胡棚杰刘剑孟凡奇
油气钻采工程湖北省重点实验室 (长江大学), 湖北 武汉 4 3 0 1 0 0 长江大学石油工程学院; 油气钻完井技术国家工程研究中心, 湖北 武汉 4 3 0 1 0 0
关键词:
花岗岩 小尺寸岩样 尺寸效应 单轴抗压强度 破坏形式
分类号:
TE 2 4
文献标志码:
A
摘要:
为探究尺寸效应对小尺寸岩样单轴压缩试验的影响规律, 通过在室内伺服试验机上对直径2 5 mm, 不同长度的花岗岩岩样进行单轴压缩试验, 研究尺寸效应对小尺寸花岗岩岩石力学参数以及破坏形式的影响规律。 试验结果表明, 随着长径比增加, 岩样表现出抗压强度和泊松比逐渐减小, 弹性模量增加的趋势。 其中, 多项式模型较为适合小尺寸岩样尺寸效应强度模型; 不同长径比岩样的单轴压缩试验应力 应变曲线加载趋势不同, 其峰值应变随着长径比的增加而减小; 随着长径比的增加, 岩石破坏形式从脆性剪切破坏转变为剪切破坏, 最后逐步变为脆性破坏, 岩样破坏面数量与角度出现规律性变化。 当长径比在1 .1~2 .2时, 岩样破坏形式遵循相同的破坏准则, 通过拟合公式推导不同长径比岩样的力学参数存在可行性; 岩石单轴试验破坏过程中的能量与长径比呈负相关, 且当长径比在1 .9~2 .2时, 各能量变化幅度趋于平缓, 岩样破坏形式较为统一, 其强度在数值上表现的差异性较小, 可作为小尺寸岩样单轴试验的最佳长径比。

参考文献/References:


[1] 杨圣奇, 苏承东, 徐卫亚. 岩石材料尺寸效应的试验和理论研究 [J] . 工程力学, 2 0 0 5, 2 2 (4): 1 1 2 - 1 1 8 .YANGSQ, SUCD, XU W Y .E x p e r i m e n t a la n dt h e o r e t i c a ls t u d yo ns i z ee f f e c to fr o c km a t e r i a l s [J] .E n g i n e e r i n gMe c h a n i c s, 2 0 0 5 (4):1 1 2 - 1 1 8 .
[2] 尤明庆, 苏承东. 大理岩试样的长度对单轴压缩试验的影响 [J] . 岩石力学与工程学报, 2 0 0 4, 2 3 (2 2): 3 7 5 4 - 3 7 6 0 .YOU M Q, SUCD . I n f l u e n c eo fl e n g t ho fma r b l es amp l eo nu n i a x i a lc omp r e s s i o nt e s t [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c k Me c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 0 4, 2 3 (2 2): 3 7 5 4 - 3 7 6 0 .
[3] 张明, 卢裕杰, 杨强. 准脆性材料的破坏概率与强度尺寸效应 [J] . 岩石力学与工程学报, 2 0 1 0, 2 9 (9): 1 7 8 2 - 1 7 8 9 .ZHANG M, LU YJ, YANG Q .F a i l u r ep r o b a b i l i t ya n ds i z ee f f e c to fq u a s i - b r i t t l ema t e r i a l s [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c k Me c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 1 0, 2 9 (9): 1 7 8 2 - 1 7 8 9 .
[4] 朱其志, 闵中泽, 王岩岩, 等. 粉砂岩三轴压缩试验中的试样尺寸效应研究 [J] . 岩石力学与工程学报, 2 0 1 9, 3 8 (S 2): 3 2 9 6 - 3 3 0 3 .ZHU QZ, MI NZZ, WANGYY,e ta l .S t u d yo ns amp l es i z ee f f e c ti nt r i a x i a lc omp r e s s i o nt e s to fs i l t s t o n e [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c kMe c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 1 9, 3 8 (S 2): 3 2 9 6 - 3 3 0 3 .
[5] DARL I NGTON WJ, RAN J I THPG, CHO ISK .Th ee f f e c to fs p e c i me ns i z eo ns t r e n g t ha n do t h e rp r o p e r t i e si nl a b o r a t o r yt e s t i n go fr o c ka n dr o c k - l i k ec eme n t i t i o u sb r i t t l ema t e r i a l s [J] .R o c kMe c h a n i c s& R o c kE n g i n e e r i n g,2 0 1 1,4 4 (5): 5 1 3 .
[6] L I ANGCY, ZHANGQB, L IX, e ta l .T h ee f f e c to fs p e c i m e ns h a p ea n ds t r a i nr a t eo nu n i a x i a lc omp r e s s i v eb e h a v i o ro fr o c km a t e r i a l [J] .B u l l e t i no fE n g i n e e r i n gG e o l o g y&t h eE n v i r o nme n t, 2 0 1 5, 7 5 (4): 1 - 1 3 .
[7] 孟庆彬, 韩立军, 浦海, 等. 尺寸效应和应变速率对岩石力学特性影响的试验研究 [J] . 中国矿业大学学报, 2 0 1 6, 4 5 (2): 2 3 3 - 2 4 3 .MENG QB, HANLJ, PU H,e ta l .E x p e r i m e n t a ls t u d yo ne f f e c t so fs i z ee f f e c ta n ds t r a i nr a t eo nr o c km e c h a n i c a lp r o p e r t i e s [J] . J o u r n a lo fC h i n aUn i v e r s i t yo fM i n i n ga n dT e c h n o l o g y, 2 0 1 6, 4 5 (2): 2 3 3 - 2 4 3 .
[8] 伍法权, 乔磊, 管圣功, 等. 小尺寸岩样单轴压缩试验尺寸效应研究 [J] . 岩石力学与工程学报, 2 0 2 1, 4 0 (5): 8 6 5 - 8 7 3 .WUFQ, Q I AOL, GUANSG,e ta l .S t u d yo ns i z ee f f e c to fu n i a x i a lc omp r e s s i o nt e s to fsma l ls i z er o c ks amp l e [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c kMe c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 2 1, 4 0 (5): 8 6 5 - 8 7 3 .
[9] 王连山, 孙东生, 郑秀华, 等. 三种典型岩石单轴抗压强度的尺寸效应试验研究 [J] . 地质力学学报, 2 0 1 7, 2 3 (2): 3 2 7 - 3 3 2 .WANGLS, SUNDS, ZHENGX H, e ta l .E x p e r i m e n t a ls t u d yo ns i z ee f f e c to fu n i a x i a lc omp r e s s i v es t r e n g t ho ft h r e et y p i c a lr o c k s [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fG e om e c h a n i c s, 2 0 1 7, 2 3 (2): 3 2 7 - 3 3 2 .
[1 0] 梁昌玉, 李晓, 张辉, 等. 中低应变率范围内花岗岩单轴压缩特性的尺寸效应研究 [J] . 岩石力学与工程学报, 2 0 1 3, 3 2 (3):5 2 8 - 5 3 6 .L I ANGCY, L IX,ZHANGH,e ta l .S t u d yo ns i z ee f f e c t so fu n i a x i a lc omp r e s s i o np r o p e r t i e so fg r a n i t e i nt h er a n g eo fm i d d l ea n dl ows t r a i nr a t e s [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c kMe c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 1 3, 3 2 (3): 5 2 8 - 5 3 6 .
[1 1] 唐伟, 赵晓豹, 雷继辕, 等. 不同围压下岩石抗压强度与变形参数尺寸效应的数值模拟 [J] . 高校地质学报, 2 0 1 6, 2 2 (3):5 8 0 - 5 8 8 .TANG W, ZHAOXB, LE IJY, e ta l .Nume r i c a ls i mu l a t i o no fr o c kc omp r e s s i v es t r e n g t ha n ds i z ee f f e c to fd e f o r ma t i o np a r ame t e r su n d e rd i f f e r e n tc o n f i n i n gp r e s s u r e s [J] .J o u r n a lo fG e o l o g yo fC h i n aUn i v e r s i t i e s, 2 0 1 6, 2 2 (3): 5 8 0 - 5 8 8 .
[1 2] 平琦, 张号, 苏海鹏. 不同长度石灰岩动态压缩力学性质试验研究 [J] . 岩石力学与工程学报, 2 0 1 8, 3 7 (S 2): 3 8 9 1 - 3 8 9 7 .P I NG Q, ZHANG H, SU HP .E x p e r i m e n t a ls t u d yo nd y n a m i cc omp r e s s i v em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fl i m e s t o n eo fd i f f e r e n tl e n g t h s [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c kMe c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 1 8, 3 7 (S 2): 3 8 9 1 - 3 8 9 7 .
[1 3] 孟庆彬, 韩立军, 浦海, 等. 应变速率和尺寸效应对岩石能量积聚与耗散影响的试验 [J] . 煤炭学报, 2 0 1 5, 4 0 (1 0): 2 3 8 6 - 2 3 9 8 .MENG QB, HANLJ, PU H,e ta l .E x p e r i me n to nt h ei n f l u e n c eo fs t r a i nr a t ea n ds i z ee f f e c to ne n e r g ya c c umu l a t i o na n dd i s s i p a t i o no fr o c k[J ] .J o u r n a lo fC o a l,2 0 1 5, 4 0(1 0): 2 3 8 6 - 2 3 9 8 .
[1 4] 刘宝琛, 张家生, 杜奇中, 等. 岩石抗压强度的尺寸效应 [J] . 岩石力学与工程学报, 1 9 9 8, 1 7 (6): 6 1 1 - 6 1 4 .L I UBC,ZHANGJS, DUQZ,e ta l .S i z ee f f e c to nc omp r e s s i v es t r e n g t ho fr o c k [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c kMe c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g,1 9 9 8, 1 7 (6): 6 1 1 - 6 1 4 .
[1 5] 靖洪文, 苏海健, 杨大林, 等. 损伤岩样强度衰减规律及其尺寸效应研究 [J] . 岩石力学与工程学报, 2 0 1 2, 3 1 (3): 5 4 3 - 5 4 9 .J I NG H W, SU HJ, YANGDL,e ta l .S t u d yo ns t r e n g t ha t t e n u a t i o na n ds i z ee f f e c to fd ama g e dr o c ks amp l e s [J] .C h i n e s eJ o u r n a lo fR o c kMe c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 1 2, 3 1 (3): 5 4 3 - 5 4 9 .
[1 6] 耿永明. 岩石材料标准试件变形破坏的最佳长径比研究 [D] . 兰州: 兰州大学, 2 0 1 9 .GENGY M .S t u d yo no p t i ma ll e n g t h - d i ame t e rr a t i oo fr o c k ma t e r i a ls t a n d a r ds p e c i me nd e f o r ma t i o na n df a i l u r e [D] .L a n z h o u:L a n z h o uUn i v e r s i t y, 2 0 1 9 .
[1 7] 谢和平, 鞠杨, 黎立云. 基于能量耗散与释放原理的岩石强度与整体破坏准则 [J] . 岩石力学与工程 学 报, 2 0 0 5, 2 4 (1 7):3 0 0 3 - 3 0 1 0 .X I E HP, JU Y, L ILY .R o c ks t r e n g t ha n dg l o b a lf a i l u r ec r i t e r i o nb a s e do nt h ep r i n c i p l eo fe n e r g yd i s s i p a t i o na n dr e l e a s e [J] .J o u r n a lo fR o c kMe c h a n i c sa n dE n g i n e e r i n g, 2 0 0 5, 2 4 (1 7):3 0 0 3 - 3 0 1 0 .

更新日期/Last Update: 2024-03-25