岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (3): 673-680.doi: 10.16285/j.rsm.2020.1675

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于应力−应变曲线的礁灰岩脆性特征评价

刘海峰1, 2,郑坤3,朱长歧1,孟庆山1,吴文娟4   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071;2. 中国科学院南海生态环境工程创新研究院,广东 广州 510301;3. 贵州大学 土木工程学院,贵州 贵阳 550025;4. 山东省交通科学研究院,山东 济南 250100
  • 收稿日期:2020-11-08 修回日期:2021-01-26 出版日期:2021-03-11 发布日期:2021-03-15
  • 通讯作者: 朱长歧,男,1963年生,博士,研究员、博士生导师,主要从事珊瑚岛礁工程地质、水文地质以及生物碳酸盐类岩土的工程特性研究。E-mail: cqzhu@whrsm.ac.cn E-mail:hfliu@whrsm.ac.cn
  • 作者简介:刘海峰,男,1989年生,博士,助理研究员,主要从事海洋钙质沉积物的工程力学特性研究
  • 基金资助:
    中国科学院战略性先导科技专项(A类)(No.XDA13010201,No.XDA13010301);国家自然科学基金资助项目(No.41877271);中国科学院南海生态环境工程创新研究院自主部署项目(No.ISEE2020YB09);湖北省自然科学基金资助项目(No.2020CFB243)

Brittleness evaluation of coral reef limestone base on stress-strain curve

LIU Hai-feng1, 2, ZHENG Kun3, ZHU Chang-qi1, MENG Qing-shan1, WU Wen-juan4   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. Innovation Academy of South China Sea Ecology and Environmental Engineering, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, Guangdong 510301, China; 3. College of Civil Engineering, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025, China; 4. Shandong Transportation Institute, Jinan, Shandong 250100, China
  • Received:2020-11-08 Revised:2021-01-26 Online:2021-03-11 Published:2021-03-15
  • Supported by:
    This work was supported by the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences(XDA13010201, XDA13010301), the National Natural Science Foundation of China(41877271), the Self Deployment Project of Innovation Academy of South China Sea Ecology and Environmental Engineering, Chinese Academy of Sciences(ISEE2020YB09) and Hubei Natural Science Foundation(2020CFB243).

摘要: 脆性是岩石类材料的重要性质。针对南海某岛礁在某深度范围内的珊瑚格架灰岩、砾块灰岩、砾屑灰岩及砂屑灰岩的钻孔芯样,开展室内物理性质测试及压缩试验。研究表明,礁灰岩的物理力学性质与其沉积组构和成岩作用密切相关;基于峰后应力降的相对大小和绝对速率的脆性指标计算方法能够反映礁灰岩的破坏特征;围压对礁灰岩的脆性指标影响显著,随着围压的增大,试样的脆性指标呈现趋势性降低;单轴压缩条件下,低孔隙率的砂屑灰岩脆性指标与水泥砂浆类似,同时高于格架灰岩及砾块灰岩;随着孔隙率的增大,砂屑灰岩和砾屑灰岩的脆性指标减小,饱和单轴抗压强度也与孔隙率呈负相关关系。

关键词: 珊瑚礁灰岩, 脆性指标, 应力?应变曲线, 围压, 孔隙率

Abstract: This project planed to investigate the brittleness index of coral reef limestone which is an important property of rock materials. For this purpose, physical property test, uniaxial and triaxial compression tests were performed on four types of reef limestone core samples (framestone, bindstone, rudstone and bioclastic limestone) which were sampled in a certain depth from a certain coral reef in South China Sea. The test results show that the physical and mechanical properties of reef limestone are strongly influenced by the fabric and diagenesis. The failure characteristics of reef limestone can be accurately described by the brittleness index which is calculated based on the relative magnitude and the absolute velocity of post peak stress dropping. The investigation also suggests that the brittleness index is sensitive to the confining pressure and decreases with the increase of confining pressure. Meanwhile, under uniaxial compression, the brittleness index of bioclastic limestone with low-porosity is similar to that of cement mortar, and higher than that of framestone and bindstone. Furthermore, with the increase of porosity, the brittleness indexes of rudstone and bioclastic limestone decrease, and the saturated uniaxial compressive strength is negatively correlated with porosity.

Key words: coral reef limestone, brittleness index, stress-strain curve, confining pressure, porosity

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