| 真三轴卸荷条件下砂岩力学特性和剪切变形带预测模型 |
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| 引用本文： | 王泽,李文璞,冯国瑞,杜佳慧,郝瑞卿.真三轴卸荷条件下砂岩力学特性和剪切变形带预测模型[J].煤炭学报,2023(10):3700-3712. |
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| 作者姓名： | 王泽 李文璞 冯国瑞 杜佳慧 郝瑞卿 |
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| 作者单位： | 1. 太原理工大学安全与应急管理工程学院;2. 矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室;3. 山西省煤基资源绿色高效开发工程研究中心;4. 太原理工大学矿业工程学院 |
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| 基金项目： | 国家杰出青年科学基金资助项目(51925402)；;国家自然科学基金资助项目(51804211)；;山西省应用基础研究计划资助项目(201901D211109)； |
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| 摘 要： | 中间主应力和卸载作用对岩石剪切破坏特性具有重要影响。基于多功能真三轴流固耦合试验系统，开展不同中间主应力条件下砂岩加载和卸载破坏试验，分析其变形特征和强度特性，通过建立本构关系和剪切变形带角度预测模型，研究2者对剪切变形带角度的影响规律。试验结果表明：随着中间主应力增加，岩样峰值处偏剪切应力增加，且卸载条件下增幅较小；岩样最大压缩点呈现先增加后趋于稳定的趋势，达到最大压缩点后，加载条件下岩样体积应变由膨胀逐渐变为压缩，而卸载条件下均呈膨胀趋势。随着中间主应力增加，岩样偏剪切应变陡增，卸载条件下陡增提前。在峰值处，卸载条件下应力Lode角和应变Lode角均比加载条件下的大，且2个条件下2类Lode角的差值随中间主应力增加而增大。中间主应力和卸载作用可以通过应力Lode角反映岩石屈服特性，通过应变Lode角反映岩石内部裂隙演化方向。采用等效塑性应变表征内摩擦角和剪胀角，建立由三应力不变量构成的硬化本构关系；引入相关流动法则，构建剪切变形带角度预测模型。对比试验值，发现模型预测效果良好。随着中间主应力增加，变形带角度先减小随后趋于稳定；而卸载作用会减小变形带角度，并受中间主应力影响，角度减小...
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| 关 键 词： | 中间主应力 卸载 强度准则 本构模型 剪切变形带 |
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