巴东组典型红层软岩单轴压缩试验细观组构特征

巴东组典型红层软岩单轴压缩试验细观组构特征

论文摘要

红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩是巴东组特殊性岩土的代表,具有遇水易崩解特性。根据岩样单轴压缩试验,基于PFC2D程序,建立中硬岩、软岩单轴压缩试验数值模型;模型选用平行黏结颗粒接触模型。根据应力–应变曲线特征,采用分段定量参数标定法对软岩试样的细观参数进行标定;且通过调整法向和切向黏结强度比值σc/τc,控制试样单轴压缩破坏模式;分别对不同风化程度的粉砂质泥岩和泥质粉砂岩在饱和、天然状态下单轴压缩试验过程进行模拟;并分析了试验过程中颗粒法向接触力、切向接触力、配位数、孔隙度等细观组构参数的分布特征和演化规律。研究结果表明:该数值方法能够很好地模拟中硬岩、软岩的单轴压缩试验过程,除中风化粉砂质泥岩外,风化程度和浸水条件仅能影响试样颗粒接触力在统计角度范围的大小,不能影响其分布形式;同时,风化程度和浸水条件延长了配位数显著下降的加载时间,配位数随裂缝数量的增加而减小;浸水条件和风化程度对泥质粉砂岩的孔隙度演化影响较大;风化程度对粉砂质泥岩孔隙度演化影响较大,而浸水条件影响较小。

论文目录

  • 1 典型中硬岩和软岩应力—应变曲线对比
  • 2 PFC2D单轴压缩数值模拟的实现
  •   2.1 数值试样制备
  •   2.2 细观物理力学参数标定
  •   2.3 单轴压缩过程中试样破坏模式控制
  • 3 试验结果分析
  • 4 岩样的微观组构分析
  •   4.1 接触力方向分布
  •   4.2 配位数与风化程度关系
  •   4.3 孔隙度与风化程度的关系
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 肖尊群,王鑫,汤东桑,董琼英,姜亦男,杨凯,曹童童,邓震

    关键词: 巴东组,粉砂质泥岩,泥质粉砂岩,离散元,黏结强度,配位数

    来源: 煤田地质与勘探 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,建筑科学与工程

    单位: 武汉工程大学兴发矿业学院,武汉工程大学土木与建筑工程学院,中国石油管道防腐工程有限公司

    基金: 国家自然科学基金项目(51804222)~~

    分类号: TU45

    页码: 103-114

    总页数: 12

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