砂岩的高温损伤与模量分析

›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S2): 211-216.

砂岩的高温损伤与模量分析

王鹏¹，许金余^{1, 2}，刘石¹，陈腾飞¹，方新宇¹

1.空军工程大学机场建筑工程系，西安 710038；2.西北工业大学力学与土木建筑学院，西安 710072

收稿日期:2014-02-07 出版日期:2014-10-31 发布日期:2014-11-12
作者简介:王鹏，男，1989年生，博士研究生，主要从事结构工程和防护工程研究。
基金资助:
国家自然科学基金（No. 51378497）。

Analysis of high temperature damage and modulus of sandstone

WANG Peng¹, XU Jin-yu^{1, 2}, LIU Shi¹, CHEN Teng-fei¹, FANG Xing-yu¹

1. Department of Airfield and Building Engineering, Air Force Engineering University, Xi′an 710038, China; 2. College of Mechanics and Civil Architecture, Northwest Polytechnic University, Xi′an 710072, China

Received:2014-02-07 Online:2014-10-31 Published:2014-11-12

摘要/Abstract

摘要： 通过定义砂岩试样压缩破坏过程的4个阶段模量，对高温（25℃～1 000℃）后砂岩压缩破坏的应力-应变全过程进行定量研究。分析砂岩高温后的模量特征和超声特性，并基于压缩模量定义高温作用后砂岩试样的热损伤因子，对不同温度作用后的砂岩试样进行损伤分析，发现高温后砂岩压缩破坏具有明显的阶段性特征；4个阶段的阶段模量随温度的变化规律各有不同；压密模量与纵波波速具有很强的相关性；基于压密模量定义的高温后砂岩试样热损伤因子避开了基于纵波波速定义方法，未考虑温度对密度和泊松比影响的缺陷，更具科学性；25～200 ℃温度区间内砂岩试样热损伤对温度最敏感。研究成果对高温环境岩石工程具有一定的指导意义。

关键词: 砂岩, 高温, 压密模量, 超声特性, 损伤因子

Abstract: Moduli of the four stages during the compression of sandstone after high temperature varying from 25℃ to 1 000℃ are defined, through which the complete stress-strain curves of sandstone are analyzed. The modulus characteristics are analyzed as well as the ultrasonic properties. The damage of sandstone after different high temperatures is analyzed based on the damage factor which is defined by the modulus of compact stage. The research shows that the compression of sandstone after different high temperatures is of prominent staged characteristic. The changing rules of moduli of the four stages with variations of temperatures are not different, among which the modulus of compact stage has a strong relativity with the longitudinal wave velocity. The damage factor defined by wave velocity loses sight of the density and Poisson’s ratio. Avoiding the defect of Vp-method, the damage factor defined by modulus of compact stage is of greater scientificalness. Within the temperature range of 25 ℃-200 ℃, the thermal damage of sandstone is more sensitive to temperature. The results have some guiding significance to rock engineering in high temperature environment.

Key words: sandstone, high temperature, modulus of compact stage, ultrasonic properties, damage factor

中图分类号:

TU 452

王鹏，许金余，刘石，陈腾飞，方新宇,. 砂岩的高温损伤与模量分析[J]. , 2014, 35(S2): 211-216.

WANG Peng , XU Jin-yu , LIU Shi , CHEN Teng-fei , FANG Xing-yu,. Analysis of high temperature damage and modulus of sandstone[J]. , 2014, 35(S2): 211-216.

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[1]	杨福见, 胡大伟, 田振保, 周辉, 卢景景, 罗宇杰, 桂树强, . 高静水压力压实作用下疏松砂岩渗透特性演化及其机制[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 67-77.
[2]	王青志, 房建宏, 晁刚. 高温冻土地区高等级公路片块石路基降温效果分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 305-314.
[3]	刘波, 马永君, 盛海龙, 常雅儒, 于俊杰, 贾帅龙, . 白垩系红砂岩冻结融化后的力学性质试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 161-171.
[4]	丁长栋, 张杨, 杨向同, 胡大伟, 周辉, 卢景景, . 致密砂岩高围压和高孔隙水压下渗透率演化规律及微观机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3300-3308.
[5]	赵波, 张广清, 唐梅荣, 庄建满, 林灿坤, . 长期注水对致密砂岩油藏岩石力学性质影响机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3344-3350.
[6]	武晋文, 冯子军, 梁栋, 鲍先凯, . 单轴应力下带钻孔花岗岩注入高温蒸汽破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2637-2644.
[7]	许宝田, 张莉萍, 燕晓莹, 邱德俊, . 空隙特征对砂岩水致劣化规律的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 561-569.
[8]	郑广辉, 许金余, 王鹏, 方新宇, 王佩玺, 闻名, . 冻融循环作用下层理砂岩物理特性及劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 632-641.
[9]	谢凯楠, 姜德义, 孙中光, 宋中强, 王静怡, 杨涛, 蒋翔, . 基于低场核磁共振的干湿循环对泥质砂岩微观结构劣化特性的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 653-659.
[10]	姜德义, 张水林, 陈结, 杨涛, 王小书, 谢凯楠, 蒋翔, . 砂岩循环冻融损伤的低场核磁共振与声发射概率密度研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 436-444.
[11]	俞缙, 张欣, 蔡燕燕, 刘士雨, 涂兵雄, 傅国锋, . 水化学与冻融循环共同作用下砂岩细观损伤与力学性能劣化试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 455-464.
[12]	丁瑜, 陈晓斌, 张家生, 贾羽, . 风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4740-4750.
[13]	原鹏博, 杨烜宇, 赵天宇, . 水-盐作用下红层砂岩声波特性劣化试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 227-234.
[14]	朱振南, 田红, 董楠楠, 窦斌, 陈劲, 张宇, 王炳红, . 高温花岗岩遇水冷却后物理力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 169-176.
[15]	曾严谨，荣冠，彭俊，沙松, . 高温循环作用后大理岩裂纹扩展试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 220-226.

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