循环围压下的盐岩扩容特征

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2016.10.025

东北大学学报:自然科学版 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (10): 1485-1490.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2016.10.025

循环围压下的盐岩扩容特征

李林¹，陈军朝¹，吴教锟²，范金洋¹

(1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室，重庆400044； 2. 中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400044)

收稿日期:2015-06-12 修回日期:2015-06-12 出版日期:2016-10-15 发布日期:2016-10-14
通讯作者: 李林
作者简介:李林(1979-)，男，湖南长沙人，重庆大学副教授.
基金资助:
国家自然科学基金青年基金资助项目(51574048，51304256)；重庆市研究生科研创新项目(CYB16029).

Expansion Characteristics of Salt Rock Under Cyclic Confining Pressure

LI Lin¹， CHEN Jun-chao¹， WU Jiao-kun²， FAN Jin-yang¹

1. State Key Laboratory for the Coal Mine Disaster Dynamics and Control， Chongqing University， Chongqing 400044， China; 2. CCTEG Chongqing Engineering Co.， Ltd.， Chongqing 400044， China.

Received:2015-06-12 Revised:2015-06-12 Online:2016-10-15 Published:2016-10-14
Contact: LI Lin
About author:-
Supported by:
-

摘要/Abstract

摘要： 盐穴储库运行过程中围岩应力呈周期性变化，为揭示应力波动对其稳定性和密闭性的影响，针对盐岩试样开展了动态围岩循环试验，分析了不同轴向恒定应力与循环上限围压对盐岩试样扩容及损伤特征的影响规律.结果表明:体应变曲线分为减速扩容段和稳定扩容段，试样达到稳定扩容点所用的循环数并无显著差异.上限围压越小或轴向恒定应力越大，盐岩试件扩容幅度越大，其疲劳寿命就越短，相应匀速扩容段在整个扩容过程中所占比例就越小，即加速扩容点会前移.随着试验循环数的增加，盐岩等容变形比的总体趋势不断减小，韧性特征减弱，扩容能力增强.上限围压越小或轴向恒定应力越大，都会使盐岩的韧性能力损失得更快，盐岩的扩容能力增强得更显著.

关键词: 盐岩, 疲劳特性, 体应变, 扩容, 围压

Abstract: The rock stress changes periodically during the operation of the salt cavern storage. The dynamic rock cyclic tests on the surrounding rock were carried out， and the influence rules of expansion and damage characteristics of salt rock samples under different axial constant stress and confining pressure cycling cap were analyzed to reveal the influence of stress fluctuations on the stability and tightness of rock. The results showed that volumetric strain curves present a decelerating expansion stage and a steady expansion stage， but there is no significant difference in the cycle’s number of times needed for reaching the stable expansion point of the sample. The smaller the confining pressure cap is or the bigger the constant axial load is， the greater the expansion margin is and the shorter the fatigue life is; the proportion of steady expansion out of uniform expansion is smaller， namely the accelerated expansion points move forward. With the increase of test cycles， the isovolumetric strain ratio becomes smaller and the toughness decreases while the expansion capability increases. The smaller the confining pressure cap is or the bigger the constant axial load is， the faster the loss of toughness capacity is and the stronger the expansion capacity of salt rock is.

Key words: salt rock, fatigue characteristics, volumetric strain, expansion, confining pressure

中图分类号:

TU45

李林，陈军朝，吴教锟，范金洋. 循环围压下的盐岩扩容特征[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(10): 1485-1490.

LI Lin， CHEN Jun-chao， WU Jiao-kun， FAN Jin-yang. Expansion Characteristics of Salt Rock Under Cyclic Confining Pressure[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2016, 37(10): 1485-1490.

参考文献

[1]杨春和，马洪玲，刘建峰，等.循环加、卸载下盐岩变形特性试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2009，28(12):3562-3568.(Yang Chun-he，Ma Hong-ling，Liu Jian-feng，et al.Study of deformation of rock salt under cycling loading and unloading［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28(12):3562-3568.)
[2]郭印同，赵克烈，孙冠华，等.周期荷载下盐岩的疲劳变形及损伤特性研究［J］.岩土力学，2011，32(5):1353-1359.(Guo Yin-tong，Zhao Ke-lie，Sun Guan-hua，et al.Experimental study of fatigue deformation and damage characteristics of salt rock under cyclic loading［J］.Rock and Soil Mechanics，2011，32(5):1353-1359.)
[3]任松，白月明，姜德义，等.温度对盐岩疲劳特性影响的试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2012，31(9):1839-1845.(Ren Song，Bai Yue-ming，Jiang De-yi，et al.Experimental study of temperature effect on fatigue property of salt rock［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31(9):1839-1845.)
[4]高红波，梁卫国，徐素国，等.循环荷载作用下盐岩力学特性响应研究［J］.岩石力学与工程学报，2011，30(1):2617-2623.(Gao Hong-bo，Liang Wei-guo，Xu Su-guo，et al.Study of mechanical behavior response of salt rock under cyclic loading［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2011，30(1):2617-2623.)
[5]姜德义，范金洋，陈结，等.盐岩在围压卸荷作用下的扩容特征研究［J］.岩土力学，2013，34(7):1881-1886.(Jiang De-yi，Fan Jin-yang，Chen Jie，et al.Study of dilatancy characteristics of salt rock under unloading action of confining pressure［J］.Rock and Soil Mechanics，2013，34(7):1881-1886.)
[6]Takahashi M，Koide H.Effect of the intermediate principal stress on strength and deformation behavior of sedimentary rocks at the depth shallower than 2000 m ［C］//ISRM International Symposium.Rotterdam:Balkema，1989:19-26.
[7]Haimson B，Chang C.A new true triaxial cell for testing mechanical properties of rock，and its use to determine rock strength and deformability of Westerly granite［J］. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2000，37(1/2):285-296.
[8]Chang C，Haimson B.True triaxial strength and deformability of the German continental deep drilling program (KTB) deep hole amphibolite［J］.Journal of Geophysical Research:Solid Earth，2000，105(18):999-1113.
[9]Bagde M N，Petros V.Fatigue properties of intact sandstone samples subjected to dynamic uniaxial cyclical loading［J］.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2005，42(2):237-250.
[10]Ladani L J，Dasgupta A.A meso-scale damage evolution model for cyclic fatigue of viscoplastic materials［J］.International Journal of Fatigue，2009，31(4):703-711.
[11]刘恩龙，黄润秋，何思明，等.循环加载时围压对岩石动力特性的研究［J］.岩土力学，2011，32(10):3009-3013.(Liu En-long，Huang Run-qiu，He Si-ming，et al.Influence of confining pressure on dynamic properties of rock samples subjected to cyclic loading［J］.Rock and Soil Mechanics，2011，32(10):3009-3013.)
[12]夏冬，杨天鸿，王培涛.循环加卸载下饱和岩石变形破坏的损伤与能量分析［J］.东北大学学报(自然科学版)，2011，32(6):867-870.(Xia Dong，Yang Tian-hong，Wang Pei-tao.Analysis on damage and energy in deformation and fracture of saturated rock subjected to cyclic loading and unloading ［J］.Journal of Northeastern University(Natural Science)，2011，32(6):867-870.)
[13]葛修润，蒋宇，卢允德，等.周期荷载作用下岩石疲劳变形特性试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2003，22(10):1581-1585.(Ge Xiu-run，Jiang Yu，Lu Yun-de，et al.Testing study on fatigue deformation law of rock under cyclic loading［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2003，22(10):1581-1585.)
[14]姜德义，范金洋，陈结，等.应力因素下的盐岩卸荷扩容试验研究［J］.岩土力学，2013，34(8):41-46.(Jiang De-yi，Fan Jin-yang，Chen Jie，et al.Test study of unloading capacity expansion characteristics of salt rock under stress factors［J］.Rock and Soil Mechanics，2013，34(8):41-46.)
[15]姜德义，范金洋，陈结，等.围压卸载速率对盐岩扩容损伤影响研究［J］.岩石力学与工程学报，2013，32(2):3154-3159.(Jiang De-yi，Fan Jin-yang，Chen Jie，et al.Research on effect of unloading rate of confining pressure on capacity expansion damage of salt rock［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2013，32(2):3154-3159.)(上接第1478页)用最广泛的3dm，dat及dtm文件作为三维实体模型接口的接口文件，并解析了该三种实体模型文件的数据结构及其存储规律.2) 以Microsoft Visual Studio 2010作为开发工具，运用Visual C++编程语言成功开发了采空区三维建模可视化集成系统实体模型接口，有效实现了集成系统与Surpac，Dimine，3DMine等主流矿业软件间的三维实体模型交互与共享，该数据接口的成功研发有效地完善了集成系统数据输入输出功能结构、提高了其应用价值，同时为该三种文件格式的研究人员提供了有益借鉴.

循环围压下的盐岩扩容特征

Expansion Characteristics of Salt Rock Under Cyclic Confining Pressure

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 10

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	潘宇，王蕉，楚锡华. 接触行为对颗粒材料中应力波波速与能量的影响[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(8): 1136-1142.
[2]	张晶，任凤玉，何荣兴，欧阳治华. 包含岩石临界状态的Mohr-Wedge准则适用性研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(4): 567-575.
[3]	赵永川，杨天鸿，秦涛，汪泓. 围压效应对钙泥质胶结砂岩强度和变形的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(2): 254-259.
[4]	刘欢，王述红，徐素国，梁卫国. 盐岩储气库造腔期流体运移最大影响范围实验研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(2): 266-271.
[5]	廖雪娇，蒋长宝，段敏克，田维军. 温度对采动作用下含瓦斯原煤力学和变形的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(9): 1347-1352.
[6]	张旭辉，夏毅敏，刘杰，谭青. 围压作用下TBM双刃中心滚刀破岩特性研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(6): 839-844.
[7]	姜德义，彭辉华，赵丽君，刘春. 熵权集对分析法在盐岩储气库稳定性评价中的应用[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(2): 284-289.
[8]	任松，唐康，易亮，刘伟. 小间距双井水溶造腔腔体扩展特性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(11): 1654-1658.
[9]	侯振坤，杨春和，王磊，徐峰. 基于室内试验的页岩脆性特征评价方法[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(10): 1496-1501.
[10]	刘洪磊;杨天鸿;于庆磊;李杨;. 岩石水压致裂影响参数的仿真[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2012, 33(10): 1483-1486.