›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (9): 2468-2474.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

浸泡-风干循环作用下砂岩动力特性劣化规律研究

邓华锋1, 2,罗 骞1, 2,李建林1, 2,何 明1, 2,原先凡1, 2,朱 敏1, 2   

  1. 1. 三峡大学 三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心,湖北 宜昌 443002; 2. 三峡大学 三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北 宜昌 443002
  • 收稿日期:2013-05-16 出版日期:2013-09-11 发布日期:2013-09-13
  • 作者简介:邓华锋,男,1979年生,博士,副教授,主要从事岩土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点基础研究发展计划(973)前期研究专项课题(No. 2012CB426502);湖北省自然科学基金资助项目(No. 2012FFB03805);宜昌市科学技术研究与开发项目(No. A2011–302–6);三峡大学科学基金(No. KJ2011B008)。

Dynamic characteristics deterioration laws of sandstone under cyclic saturation-air drying

DENG Hua-feng1, 2,LUO Qian1, 2,LI Jian-lin1, 2,HE Ming1, 2,YUAN Xian-fan1, 2,ZHU Min1, 2   

  1. 1. Collaborative Innovation Center for Geo-Hazards and Eco-Environment in Three Gorges Area, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002, China; 2. Key Laboratory of Geological Hazards on Three Gorges Reservoir Area of Ministry of Education, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002, China
  • Received:2013-05-16 Online:2013-09-11 Published:2013-09-13

摘要: 在库水的长期浸泡-风干循环作用下,库岸边坡岩体的动力特性变化规律直接影响其长期稳定性能,其中,消落带是库岸边坡稳定的敏感地带。因此,特选取三峡库区库岸边坡消落带典型砂岩为研究对象,设计了考虑水压力反复升降变化和浸泡-风干循环耦合作用的试验方案,对不同浸泡-风干循环作用周期的岩样进行单轴循环加、卸载动力响应试验。研究结果表明:随着浸泡-风干循环作用次数的增加,相同次数加、卸载循环作用时对应岩样的轴向应变、动应力-应变曲线的滞回圈面积逐渐增大,计算得到砂岩的阻尼系数、阻尼比逐渐变大,动弹性模量逐渐减小,说明浸泡-风干循环作用对砂岩动力特性的损伤是一种累积性发展的过程。最后,基于岩样的微观结构变化,对浸泡-风干水岩循环作用下砂岩动力特性劣化机制进行探讨。研究成果对库区大量存在的库岸边坡在考虑地震作用下的长期稳定性评价具有较高的参考价值。

关键词: 浸泡-风干循环作用, 循环加卸载, 阻尼比, 阻尼系数, 动弹性模量

Abstract: Under the condition of long-term cyclic saturation-air drying, long-term stability of reservoir bank slopes are affected by their dynamic characteristics change rules, and the hydro-fluctuation belt is the sensitive area. Thereafter, taking typical sandstone in the hydro-fluctuation belt of reservoir bank in Three Gorges reservoir area, a test scheme is designed with the consideration of coupling interaction of water pressure changes and saturation-air dry cyclic function, and uniaxial cyclic loading and unloading dynamic response tests of sandstone with different saturation-air dry cycle periods are carried out. The experimental results show that the hysteresis loop area of dynamic stress-strain curve and axial strain of the sandstone samples increase gradually when they experience the same times cyclic loading and unloading, and the dynamic elastic modulus of sandstone samples decrease gradually and damping coefficient, damping ratio increases gradually during the saturation-air dry cyclic process, which indicates that the saturation-air dry cyclic function has a cumulative damage of dynamic characteristics on the samples. Finally, degradation mechanisms of dynamic characteristics under the saturation-air dry cyclic function are discussed in detail based on the microscopic structure change of sandstones. Research results have an important reference for the long-term stability analysis of reservoir bank slopes considering the earthquake action.

Key words: cyclic saturation-air drying, cyclic loading and unloading, damping ratio, damping coefficient, dynamic elastic modulus

中图分类号: 

  • TU 452
[1] 梁珂, 何杨, 陈国兴, . 南沙珊瑚砂的动剪切模量和阻尼比特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 23-31.
[2] 芮圣洁, 国振, 王立忠, 周文杰, 李雨杰, . 钙质砂与钢界面循环剪切刚度与阻尼比的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 78-86.
[3] 王辰霖, 张小东, 杜志刚, . 循环加卸载作用下预制裂隙煤样渗透性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2140-2153.
[4] 梁 珂, 陈国兴, 何 杨, 刘景儒, . 基于相关函数理论的动模量和阻尼比计算新方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1368-1376.
[5] 李 军, 张 杨, 胡大伟, 周 辉, 卢景景, 吕 涛, 史林肯, . 花岗岩三轴循环加卸载条件下的气体渗透率[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 693-700.
[6] 庄心善, 王俊翔, 王 康, 李 凯, 胡 智. 风化砂改良膨胀土的动力特性研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 149-156.
[7] 陈瑞锋,田高源,米栋云,董晓强,. 赤泥改性黄土的基本工程性质研究[J]. , 2018, 39(S1): 89-97.
[8] 杨小彬,韩心星,刘恩来,张子鹏,王逍遥, . 循环加卸载下花岗岩非均匀变形演化的声发射特征试验研究[J]. , 2018, 39(8): 2732-2739.
[9] 翟明磊,郭保华,李冰洋,焦 峰,. 岩石节理分级剪切加载-蠕变-卸载的能量与变形特征[J]. , 2018, 39(8): 2865-2872.
[10] 张 炜,李 亚,周松望,蒋正波,吴 非,梁文洲,. 南海北部区域黏土循环动力特性试验研究[J]. , 2018, 39(7): 2413-2423.
[11] 孔纲强,李 辉,王忠涛,文 磊,. 透明砂土与天然砂土动力特性对比[J]. , 2018, 39(6): 1935-1940.
[12] 刘飞禹,施 静,王 军,蔡袁强,. 三明治形加筋土筋-土界面动力剪切特性[J]. , 2018, 39(6): 1991-1998.
[13] 王闵闵,鹿 群,郭少龙,高 萌,沈仲涛,. 循环荷载作用下纤维水泥土动力特性[J]. , 2018, 39(5): 1753-1760.
[14] 吴孟桃,刘方成,陈巨龙,陈 璐. 含水率对大应变下橡胶砂动剪模量和阻尼比的影响[J]. , 2018, 39(3): 803-814.
[15] 陈树峰,孔令伟,黎澄生, . 低幅应变条件下粉质黏土泊松比的非线性特征[J]. , 2018, 39(2): 580-588.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 喻 军,童立元,刘松玉,汤劲松. 基于优势面理论的隧道控水与模拟分析[J]. , 2009, 30(12): 3825 -3830 .
[2] 杨 慧,曹 平,江学良. 水-岩化学作用等效裂纹扩展细观力学模型[J]. , 2010, 31(7): 2104 -2110 .
[3] 刘 琦,卢耀如,张凤娥,熊康宁. 动水压力作用下碳酸盐岩溶蚀作用模拟实验研究[J]. , 2010, 31(S1): 96 -101 .
[4] 张 鹏,陈剑平,邱道宏. 基于粗糙集的隧道围岩质量可拓学评价[J]. , 2009, 30(1): 246 -250 .
[5] 李 响,贾明涛,王李管,白云飞. 基于蒙特卡罗随机模拟的矿岩崩落块度预测研究[J]. , 2009, 30(4): 1186 -1190 .
[6] 尹盛斌,丁红岩. 深基坑施工时地表沉降预测的时序-投影寻踪回归模型[J]. , 2011, 32(2): 369 -374 .
[7] 霍 明,陈建兵,章金钊. 东北岛状多年冻土区公路路基清基试验研究[J]. , 2009, 30(S2): 263 -268 .
[8] 徐文杰. 大型土石混合体滑坡空间效应与稳定性研究[J]. , 2009, 30(S2): 328 -333 .
[9] 孙秀丽 ,孔宪京 ,邹德高 ,李志华 ,周太全. 城市固体垃圾应力-应变-时间关系试验研究[J]. , 2011, 32(8): 2331 -2335 .
[10] 姜育松,苏 超. 多块体接触有限元法及其对不连续面围岩的模拟[J]. , 2011, 32(11): 3497 -3502 .