文摘

层状岩体蠕变引起的危害还的一个主要问题,对地下工程的安全构成威胁。本文以安全建设地下巷道在乌鲁木齐矿区为研究背景。在这项研究中,我们主要采取了岩石力学实验完成研究蠕变行为和裂纹演化的分层结构砂岩。分层结构砂岩在不同负载下的蠕变变形特性显示;同时,我们分析了岩石样本的一部分失败的原因但是其他人并不相同的负荷。蠕变行为和裂纹演化的岩石样本没有分层结构有明显的随机性。分层结构的裂纹演化和故障特征岩石样本主要是表现为失败,切断结构面及其组合形式。蠕变应变、蠕变时间和蠕变速率的岩石样本分层结构与应用负载的非线性关系,如指数函数或对数函数。理解上面的参数和负载之间的进化关系提供了一个依据获得层状岩体的蠕变行为在不同的负载条件下。

1。介绍

岩石的蠕变是常见的地下工程,导致裂纹演化的时间敏感特征岩石变形(1- - - - - -3]。在很深的岩石工程建设方面,大型地下隧道的服务时间增加很明显,和一般的预期寿命是几十年超过一百年。因此,有必要考虑岩体的时间属性在设计,施工和日常维护4- - - - - -6]。特别是当原位岩体应力小于短期强度和岩体原始分层结构的存在,很容易产生蠕变和裂纹扩展7,8]。因此,它是重要的灾害控制研究的发展深部岩体的蠕变变形和裂缝演变。

实验研究是一种有效的方法获取岩体的蠕变行为和典型参数,由研究人员广泛青睐由于其快速和直观的优点。特别是近年来,实验设备的改进和升级,应用实验研究的范围和扩大在很大程度上得到了提高。研究人员优化和改进实验设备根据他们的需求,加速岩体蠕变研究的过程。刘等人。9)研究了高应力作用下饱和岩石的蠕变行为和特征在单轴单级加载和分级增量循环荷载模式,提供一个基础变形控制和救灾深度饱和岩体。Dubey和•盖10)用实验手段来研究内部各向异性的影响的岩盐蠕变行为和控制效果。他们认为结构各向异性有很强的瞬时应变的发展,控制影响瞬态应变,稳定的压力,加速应变和结构各向异性的影响在岩盐变形与应力水平负相关。Zivaljevic和Tomanovic11)采用单轴蠕变实验方法分析泥灰岩的蠕变特征和行为,专注于压应力的影响预固结水平和泥灰岩的加载时间的蠕变参数。颗粒和法布尔12)进行了静态、准静态和在沉积岩循环蠕变实验,结果表明,粘土颗粒的含量对蠕变行为产生重大影响,和粒子的蠕变有不利影响的蠕变行为。拉希米和Hosseini13)进行了三轴蠕变实验对厚壁空心柱状岩盐的样本来研究围压的影响,偏心压力,应变率对岩盐的蠕变行为。结果表明,应变率增加与偏心压力和围压的增加,和外侧压力更重要比偏心压力切向应变率的变化。Grgic和Amitrano14]研究了水饱和度对岩石蠕变的影响通过多步多晶多孔岩石的单轴蠕变实验部分饱和条件下,解释了重要作用分析应变和蠕变过程中微裂纹的声发射监测数据。

Nadimi et al。15)进行了三轴蠕变实验获得的岩石和岩体的蠕变特征在山洞里。他们估计的参数动态本构蠕变模型通过蠕变试验和现场实测数据,使其能够模拟岩体的主要和次要蠕变区。计算结果与实测数据吻合较好,,提供一个理论依据支持地下工程的设计。赫曼et al。16]探索不同类型的页岩的蠕变行为和机制通过蠕变实验方法在高围压和温度控制的变量。结果表明,在高温下,轴向压差压力,和低围压,页岩的蠕变应变增加。初始蠕变应变与力学性能取决于短期恒应变率实验,如静态杨氏模量和三轴抗压强度。Rybacki et al。17)模拟页岩气的赋存环境下高压力,高温度,和低约束条件由领域深度的增加引起的。结果表明,样品展出semibrittle蠕变变形率高,和应变的变形主要是由弱有机质、层状硅酸盐,减少孔隙空间。Bhat和Bhandary18)改善了扭环剪仪,测量了恒蠕变应力下的位移随时间的变化,研究了典型粘土的蠕变行为残余状态,并提出了蠕变失效预测曲线的残余状态,它提供了一个基础的预测滑坡蠕变失效时间和位移。阿訇et al。19]对粘土进行了三轴蠕变实验样品在不同的剪切应力水平和应变率下,测量他们的体积应变率,并确定非线性应力变化之间的关系和初始体积应变率。

法布尔和颗粒20.)进行了蠕变实验在泥质岩石在各种各样的压力环境中,发现泥质岩石的整体力学性能迅速恶化时,裂缝传播仍然挺立着,和粘土颗粒的蠕变引起的粘塑性的压力。Brantut et al。21)提出了一种基于微机械模型可以描述饱和岩石三轴应力下的脆性蠕变与时间和研究脆性的微观力学蠕变。戴维斯et al。22]对白云石山脉进行了三轴压缩实验变量温度条件下不同粒径和揭示了蠕变机制的差异对不同粒度粗粒度的白云石山脉和细粒度的白云石山脉之间。Smit et al。23]研究了榴辉岩中石榴石多晶体的结构和微观结构,分析了蠕变机制榴辉岩的石榴石使用光学显微镜、元素映射和电子背散射衍射。Rybacki和影片24在斜长石)进行了蠕变实验样品在干燥和潮湿的条件下,确定两个不同的蠕变机制干和湿斜长石。堆et al。25]研究了孔隙水的砂岩的蠕变机制通过微观结构分析,声发射源位置和宏观蠕变定律。Bruckl和Parotidis26]分析了边坡岩体的深部蠕变机理仿真研究,指出控制深部蠕变机制的主要因素是亚临界裂纹的扩张。医学(27)获得的压力灵敏度和应变率敏感性流动应力通过实验和显示方解石错位在高温下的蠕变机制基于微观物理学的模型的实验数据。Gratier et al。28石英晶体)进行压痕试验,提供特征时间尺度的瞬态蠕变和密封过程quartz-rich地震后岩石。

开展了实验研究岩石没有主要结构和获得有益的结果(29日- - - - - -31日]。然而,层状结构岩体广泛存在于工程,它的特点是结构各向异性。相关研究发现,结构各向异性控制影响岩体的蠕变行为和裂纹演化。因此,研究层状结构岩的蠕变行为和法律指导意义发现这种岩体的破坏机理。此外,它是一个岩石力学研究的重要补充。本研究中使用的岩石样本取自地下巷道的围岩在乌鲁木齐矿区。通过系统在不同负载下蠕变实验,控制结构的各向异性对蠕变的影响分层结构岩石样本进行了研究。变形速率和程度的差异引起的结构各向异性岩石样本进行了分析得到的蠕变行为和裂纹演化层状结构岩体。

2。材料和方法

2.1。单轴蠕变试验过程和初步准备

在这项研究中提出的单轴蠕变试验采用推荐的测量方法ISRM(2014)和ASTM (2008)。在实验过程中,相对湿度则由饱和硝酸钠溶液,和相对湿度应保持在40% 20°C。相对湿度的变化范围和实验室温度一般保持在±5.0%和±1.0°C,分别。

THMC流变测试系统主要用于实验。,其校准曲线表明有效应力之间的关系和应用压力是 - - - - - -0.511(图1)。其它设备包括应变仪,swa数字多通道声发射设备和数码相机。轴向压力和径向应变测量应变仪和DD1悬臂式应变传感器HBM公司生产的。我们使用rmt - 150 c岩石和混凝土力学测试系统进行实验。样品的尺寸是一样的用于蠕变实验。岩石样本的数量是12。

样品被分成四组根据其内部结构的差异(表1)。抗压载荷相当于50%,60%,70%,和80%的单轴抗压强度( )应用于样品没有分层结构来模拟生成的原位应力状态身体上覆岩层地质和构造应力的自然环境。压缩载荷相当于30%,40%,50%,60%,70%,75%,80%,和85%的单轴抗压强度是应用于样品,分别。负载是由应力控制方法,控制和负载率为0.01 kN / s。在初始阶段的蠕变实验,实验参数读取和记录每隔1.0分钟,5.0分,10.0分钟,然后,间隔延长0.5 - -1.0 h在中间阶段的实验。最后,在实验的最后,岩石样本接近失败时,改变了阅读时间间隔10.0分钟,5.0分,1.0分钟。

3所示。结果与讨论

3.1。蠕变特性的USN岩石样本

蠕变实验的岩石样本没有分层结构进行了应力水平接近的平均值阈值和阈值。恒定负载在这些实验中,目标是通过控制轴向载荷应用和维护,和应变变化和增加监控和记录在同一时间。

图2(一个)显示USN-1岩石样品的状态下负荷的50% 。示例的第一和第二蠕变阶段,等变化的样品表现出渣脱落,轴向收缩,径向扩张。然而,在实验持续240.0 h,蠕变过程没有进入第三蠕变阶段,但逐渐有一个稳定的状态。AE监测数据的统计结果显示,基本上没有15.0 h和240.0 h之间的AE信号,表明样本内裂纹的演变逐渐减弱。USN-2岩石样本的故障特点显然是随机的,裂纹演化是不规则(图2 (b))。这个样品是由斜裂纹的失败,和斜裂缝与水平面之间的夹角大小不同,并没有统计。在各向异性裂缝的交集,浅的部分样本坍塌层或小块,加速样品的整体失败。由于能量吸收的效果,没有大的裂纹贯穿整个样本,所以损坏的样品仍然有一定的残余强度。

由于USN-3突然不稳定的岩石样本,过渡的特点,从第二阶段蠕变第三阶段并不明显(图2 (c))。在某种程度上,这可能会导致蠕变阶段的重叠,这使得很难明显区分每个蠕变阶段的特点。失败的样本是由水平和垂直裂缝,以及水平和垂直穿透裂缝同时生成。整体的失败是相对完整的,和残余强度几乎等于零。当USN-4岩石样本开始打破,multidirection裂缝生成表面的样本并继续扩展,伴随着小而不规则的岩石碎片剥落,直到裂缝发育完全穿透样品,导致彻底的失败。失败的样本是由横向裂缝,失败部分掉了一块样品沿横向裂缝的形状。损坏的部分样品粉,最小的残余强度。

总之,几乎没有USN岩石样本,各向异性结构和不产生裂缝或沿特定的方向发展。裂纹的演化路径生成、发展和最终失败是随机的。

3.2。讨论USN的岩石样本参数

为了进一步研究的反应nonstratified结构样品在固定负载下,我们研究了粘弹性参数,分析了USN岩石样本的实验数据,并揭示了一些岩石样本没有失败的理由。

3.2.1之上。讨论我:粘弹性参数的USN岩石样本

粘弹性参数估计中所有样品的实验。开尔文剪切模量 ,麦克斯韦剪切模量 ,开尔文粘度 ,和麦克斯韦粘度通过参数估计(表吗2)。在这项研究中,古德曼采用方法推导出的参数。图3显示了轴向strain-time关系曲线获得的恒定负载实验样本没有分层结构。蠕变参数估计是基于伯格模型与实验数据的拟合,可以通过策划的渐近线恒应变率阶段和稳态蠕变阶段,然后投射回零。由于蠕变应变,根据渐近线的拦截应变轴,轴向应变无穷( )可以通过参数估计。通过获得的参数和恒定负载,方程(1)方程(6)可以解决得到粘弹性参数。在这个实验中获得的粘弹性参数如表所示2。 在哪里轴向应变;是径向应变;是恒定的轴向载荷;代表体积模量; ,在哪里开尔文粘度系数; ,在哪里麦克斯韦粘度系数; ,在哪里开尔文剪切模量; ,在哪里麦克斯韦剪切模量;是瞬时轴向应变恒定负载时样本;和是无限的轴向应变沿时间轴的距离。

3.2.2。讨论2:USN岩石样品的实验数据进行比较分析

为了获得失败的USN岩石样本和失败的不同法律与其他类型的岩石,补充实验。补充组USN的样本数量 - - - - - -1 USN - - - - - -6。取样来源,抽样标准,和物理力学参数的岩石样本组相同的USN组。在实验过程中,加载的来被应用于六USN的岩石样本吗组的梯度 。裂纹开裂应力比和应力比开车被用于分析测试结果。实验结果如图所示4。数据来自样品实验过程中受损。我们总结了测试结果表3;实验数据的样本都包括在内。

从表可以看出3,当恒定负载大于 ,样品将在2小时内受损。当负载小于或接近于常数阈值,损坏样品所需的时间是更长,通常从几天到一个月。

3.2.3。讨论3:研究USN岩石样本的故障原因

为了研究不同故障状态的原因样品在相同的加载条件下,从每个恒定负载实验获得的粘弹性参数与时间相关 。图5显示,当 , ,和的失败与时间相关,只有一部分的样品在相同负载无法解释。然而,从参数意义的角度来看,自开尔文模型描述延迟弹性和麦克斯韦弹性剪切模量、剪切模量是指这两个几乎是独立的压力,所以这个结果是可预测的。

然而,当实验数据与麦克斯韦粘度( ),一个清晰的两个参数之间的规律出现,如图5 (d)。麦克斯韦粘度描述材料流动的阻力。麦克斯韦粘度越小,其流动能力越强,这与本研究的结果是一致的。麦克斯韦粘度较高的结果还表明,样本更容易失败,而粘度较低的样本往往产生较大的蠕变和失败在时间域由于其流动能力更强。

从图可以看出5 (d)这对麦克斯韦粘度存在一个阈值,低于岩石样本产生蠕变,不会导致累积损伤。进一步探索上述发现,所有当前的实验结果进一步检查,因为失败的实验研究不包括行为和机理,在压应力小于岩石样本阈值。因此,在接下来的研究中,一组岩石样本是补充道。附加的样本组被任命为海军^#,样品的数量是5。取样来源,抽样标准,和岩石的物理力学参数样本在这组USN的水平是一样的组。样品受到恒定负载 , , , ,和 ,分别。实验以失败结束或死加载时间达到720.0小时(30 d)。结果表明,在恒定负载大于阈值,大多数样品失败在24.0小时内由于裂纹扩展和互动。当负荷低于阈值,样本内的原生裂缝闭合,由弹性应变控制,和里面的应力平衡状态建立了样本。

当常数之间的负载阈值和阈值,如图6,该地区是一个不确定的区域损伤发生。这是由于裂纹扩展和损伤积累通常发生在很短的时间内当之间的负载阈值和阈值。但从长远来看,随着时间的推移,岩石的强度减弱,导致其失败。然而,有一些样品没有损坏,我们相信这些情况可以解释有两个原因:第一个,内部结构存在差异的选择样本和正常样本,导致突然变化的强度和物理力学参数。第一个,样品上的负载不保持足够的时间。由于历史和地质体的随机性,很难消除样品的内部结构差异。因此,异常样本应调整优化方面的实验时间。数据相关学者们的文献表明,失败是将发生在时间轴扩展足够长的时间负荷下接近0.7 。因此,测试3个月到1年应该计划在后期检查样品长期荷载下的力学行为。

3.3。实验结果分析的岩石样本作招待员

恒定负载实验进行了分层结构的岩石样本岩石样本组。模拟地应力引起的上覆岩层地质身体和构造应力在自然环境中,压缩负荷相当于30%,40%,50%,60%,70%,75%,80%,和85%的单轴抗压强度是应用于岩石样本。

自应力应用于USH-1、USH-2 USH-3, USH-4岩石样本接近阈值,样本有一定弹性变形在初始阶段。轴向和径向压力增加,而应变速率降低了结束时的弹性变形阶段(图7)。弹性变形时停止,AE信号开始增加,这表明本机结构样品和新受损结构开始生成。然而,由于恒定负载接近的事实阈值,只有一小部分样品内的弱结构被破坏,并对样品的整体变形的贡献可以忽略不计。弹性变形和少量塑性变形后,样品开始进入第二个蠕变阶段。由于相对较低的负荷,产生的样本只有微不足道的变形在这个阶段的开始,然后进入压力平衡状态。恒定负载保持在样本时间约为150.0小时;应变和AE参数都保持着稳定的状态,这表明样本完全处于平衡状态,不会进入第三蠕变阶段。

由于负载对USH-5 USH-8样本大于阈值,并且负载由一些样品甚至大于承担阈值。经历了三个典型的蠕变阶段岩石样本。随着负载的增加,time-strain曲线的斜率增加;随着负载的增加,蠕变的样品在单位时间内增加。与此同时,随着负载的增加,故障时间和最终变形的增加而减少。样品的失效模式主要是垂直和斜裂缝穿过分层结构面,和失败的结构面与水平面夹角普遍大于45°。其中,USH-7岩石样本显示横向膨胀水平平行结构面失败模式。认为失败是由于横向挤压之间的弱材料水平结构的飞机在高负载。除了semipenetrating失败USH-4表面岩石样本,其他样品的失败表面呈现全面渗透失败。因此,作招待员的失败样本通常需要足够的负载穿透岩石床上用品。 In general, the interbedding weak material does not play a decisive role in the failure mechanism of the USH samples, which is also the reason why the USH samples require greater load than the USO samples and the USV samples.

3.4。实验结果的分析,从USO组岩石样本

上的载荷施加USO-1、USO-2 USO-3岩石样本都低于阈值。第一次蠕变阶段,应变率下降,岩石样本进入第二阶段蠕变(图8)。变形的岩石样本往往是零,最后达到压力平衡状态。此时,变化率和AE信号都是零,表明外部变形和样本的内部裂缝的发展一个静态的状态,不会导致的破坏样品。

样品从USO-4 USO-8经历了三种典型载荷大于下蠕变阶段阈值和阈值,最后失败了。蠕变过程的持续时间成反比的负载;最后的蠕变应变和应变率的蠕变阶段与负载成正比。失效模式主要分为两种类型,这是沿结构面滑动,通过结构面剪切破坏。其中,USO-4样品的失效模式是这两种类型的组合。当载荷足够大或有一个缺陷在分层结构面,失败路径发展沿弱材料之间的床上用品的飞机。也可能分解含缺陷结构面,然后产生故障模式相结合。USO-7样品的失效模式是典型的沿结构面滑移破坏,USO样本的主要失效模式。这主要是由于这样的事实:失败的样本优先发展沿软弱结构面,而材料夹在分层结构的飞机通常是泥质或泥质弱的材料,在这种情况下,样本一般沿结构面发生滑移破坏。USO-8样品的失效模式是沿着结构面滑动失败,失败和滑动部分是形式的横向膨胀和裂纹故障位置的中心。 The main reason was that the rock mass was a plate-like structure; the structure was easy to produce transverse bulging and breaking failure in the direction of the free surface. This is very similar to the failure mechanism of deep tunnel.

3.5。实验结果的分析,从USV组岩石样本

USV-1和USV-2样本进行了第一次和第二次恒定负载下蠕变阶段,最后达到第二阶段蠕变的应力平衡状态(图9)。

USV-3 USV-8样品所有的失败经历了三个典型的蠕变阶段。加载蠕变时间成反比;最后的蠕变应变和应变率的蠕变阶段与负载成正比。样品的失效模式主要是跨层沿结构面剪切破坏和横向沿法线方向的结构面剪切破坏。失败的具体过程如下:在恒定负载下,应力状态的结构面大约是垂直于水平方向可以简化与固定板结构支持两端。力水平分量的扰动下,横向tension-shear失败发生在板的中间结构。一般来说,自由表面附近的分层结构不支持了第一,然后是tension-shear失败发生一层一层地从外到内,直到样品完全被毁。

值得注意的是,USV-6的失效模式,USV-7, USV-8岩石样本显示典型tension-shear从内到外一层一层地失败。主要的区别是tension-shear失败的位置。tension-shear失败的层面USV-6岩石样本位于层面的位置越低,而拉伸剪切破坏USV-7和USV-8岩石样本位于中层和上层部分层面。拉伸剪切破坏发生后沿层理面一层一层地,破碎的层理面脱落掉。破碎的长度和层理面逐渐减少从外到内,形成一个水平锥形腔。上下部分的锥形腔状岩石生成的步骤。暂停倒摇滚一步位于上层位置可以简化为一个悬板结构没有约束的前端和后端固定支架。这种悬挂板结构很可能产生剪切破坏以及内部结构面和垂直流在重力下,这将造成重大隐患安全建设。

3.6。蠕变参数之间的关系

Strain-time曲线分层岩石样本的非线性趋势压力提高阶段(图10)。样品开始变形,当负载,负载逐渐增加,新裂缝的进化和原生裂缝的发展开始在样本。这个过程对流变参数的影响是显著的。在这个阶段,变形的样品是一个重要指标来衡量其内部结构的改变状态。所产生的应变的逼是最小的样本而USV样品过程中是最大的负载增加。这是由于水平层理面压缩引起的拉应力,拉应力环境的最低强度。因为床上用品的飞机在作招待员样品排列在最小的方向拉应力和剪切应力,瞬时应变是最小的。的最大瞬时应变USO的样本是由层面方向接近自然剪切面。USV样本显示中间瞬时应变,这是由于样品之间的接触面积的减少和钢板由于裂纹沿层理面滑动。总的来说,应变与加载过程中呈正相关负载增加,和它的进化可以表示为一个指数函数关系基础e,这是 。 在哪里在负载增加阶段产生的应变,是负载,和的系数。H、O、V指三种结构与水平各向异性砂岩,斜,分别和垂直分层结构。的系数范围从0.0081到0.0132,系数范围从0.0439到0.0504。的系数USV样本的最小值为0.0081,该系数逼样的中间值为0.0096,和系数USO样本的最大价值是0.0132。的系数USV样本的最大(0.0504),该系数USO样本是在中间(0.045),和系数逼样的最低(0.0439)。

稳态蠕变阶段的应变和持续时间是重要的指标来评估样品的机械性能,因此有必要分析和评估这两个参数为每个样本。的影响下原生裂纹平行于层理,作招待员样本有一个小的拉应力。所以稳态蠕变阶段的蠕变应变是最小值。垂直于层理面拉应力下,裂缝,孔隙空间,和开口沿层理面存在大的蠕变应变的原因USV样品稳定蠕变阶段。的主要原因中蠕变应变的USO样品稳定蠕变阶段,样品之间的接触面积,机床压盘降低由于滑动和剥落一层一层地的样本。之间存在非线性负相关稳态蠕变阶段和负荷的持续时间。从曲线可以看出,USO USV样品和样品相比,逼样的最长持续时间在稳态蠕变阶段,其次是USO的样品,和USV样品的最短期限。总的来说,稳态蠕变阶段的持续时间随载荷的增加;它可以表示为一个对数关系,这是 (图11)。 在哪里稳态蠕变阶段和时间吗是负载。稳态蠕变阶段的持续时间随负载的增加,表明结构各向异性的影响在稳态蠕变阶段的持续时间随负载的增加而减小。当载荷达到0.8岩石样本,稳态蠕变阶段持续很短的时间内,和加速蠕变阶段的变形有很大的影响。

由于大型蠕变引起的分层结构和新的剪切面附近的各向异性效应,发现之前的失败样本,USV样本的蠕变速率是最高的,USO和样品是第二个。这是由于较大的蠕变引起的拉应力引起的垂直于层理USV岩石样本。由于有限的影响引起的拉应力平行于层理,作招待员样本的最小蠕变速率。蠕变速率之间的关系和负载可以表示为一个指数关系基础 ,这是 (图12)。 在哪里v_年代蠕变率和吗σ是负载。USV样本蠕变速率最高,其次是USO样本,和作招待员样本蠕变速率最低。总的来说,当恒定负载小于0.75 ,三组的蠕变率几乎是相同的。当压力大于 ,蠕变率是不同的,由于固有的各向异性。这一现象表明,分层结构样本有很大的影响在高负载下的蠕变速率。

逼样,剪切裂缝阵列产生最小的拉应力和剪应力沿层理面垂直于轴的压力。随着负载的增加,斜翼裂纹生成原始裂缝阵列的基础上。剪切裂缝形成数组作招待员组样本;拉伸裂缝阵列形成USO组作招待员组的样品和样本。但在作招待员样本长度较短。在低负荷下,由于稳态蠕变速率的差别,USV样品的拉伸裂纹数组长度最长,这逼样的短,而USO样本是最短的。随着负载的增加,拉伸裂纹数组变成短和剪切裂纹数组变成更长。最后,剪切裂纹生成独立于结构的各向异性。各种岩石样本的瞬时应变的差异是由于这一事实没有裂纹形成、弹性变形和变形类型是有限的。可以推断,分层结构有明显影响的瞬时应变样本。 Similarly, the gradual reduction of the deceleration creep stage also can be explained by the concept of the cascade crack arrangement theory.

天然裂缝和孔隙空间的开放阶段的层状砂岩低负荷条件下的主导结构各向异性。然而,在高负载下,固有的开放阶段不严格控制裂缝和孔隙结构各向异性。因此,结构各向异性变形和岩石样本行为失去控制机械作为各向同性材料。突破的微观结构使岩石弹性极限负荷从低到高的变化。和辅助激活岩石的蠕变阶段直接转移到稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段,没有减速蠕变阶段。由于上述过程的影响,岩石的蠕变行为最终变成了一个短期的单调变形(图13)。这种变形使岩石本质上更加脆弱。因此,因为结构各向异性岩石样本的三组直接产生剪切裂纹数组,结构各向异性有微弱甚至忽略控制变形。与新的各向异性的影响(裂缝和裂缝),样品展示弹性变形后的稳定蠕变应变。从步骤裂缝阵列的概念,低载荷下岩石蠕变裂纹成核和传播的结果一步数组。然而,在高负载下,剪切裂缝阵列不是由结构各向异性。所有三组岩石样本显示剪切破坏岩石的各向异性几乎没有相关性。

4所示。结论

(1)裂纹的演化路径生成、发展和最终失败的USN样本是随机的。这是因为没有明显的各向异性结构的USN样本,所以失败并不发生在一个特定的结构路径。作招待员样品的失效模式主要是分裂失败,和裂纹面渗透平面垂直和斜的分层结构。USO样品的失效模式主要表现为沿结构面滑移失败和通过结构面剪切破坏。USV样品的失效模式主要表现为顺层沿结构面剪切破坏和横向膨胀沿法线方向的结构面剪切破坏(2)这三种类型的层状结构的蠕变曲线样本是非线性的。之间的进化关系产生的瞬时应变应力提高阶段和负载可以表示为一个指数函数e, 。稳态蠕变阶段持续时间和负载的关系可以表示为对数函数, 。蠕变率和负载之间的关系可以表示为一个指数函数e,

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现正在禁运而研究成果商业化。请求数据,18个月后发表这篇文章中,将会被相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这部分工作是支持下的陕西省教育部科研项目批准号21 jk0952,部分由Xijing大学高层次人才专项基金批准号XJ21B12,部分由中国国家重点自然科学基金批准号下U1361206。作者感谢中国奖学金委员会(CSC)。特别感谢将Pinnaduwa教授。H.S.W. Kulatilake,采矿和地质工程系,图森市亚利桑那大学阿兹,美国。