岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (12): 3694-3706.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1600CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1600
王成1,李起航1,王春1, 2, 3,任雨蒙1,李润泽1
WANG Cheng1, LI Qi-hang1, WANG Chun1, 2, 3, REN Yu-meng1, LI Run-ze1
摘要: 为保障地热能开采过程中井筒围岩稳定,保证地热能开采的高效性。开展含内套环储能花岗岩单一径向压缩力学试验,借助VIC-3D非接触全场应变系统、静态应变测试分析系统等多组设备辅助监测,探究地热能开采过程中储能花岗岩在高温、冷热循环等复杂地质工况条件下,井筒围岩损伤破坏特征及岩石内部能量演化规律,并建立相关损伤破坏判据。研究结果表明:不同条件处理后含内套环储能花岗岩单一径向受压时荷载−位移曲线峰值前存在明显的上凹段和直线段,峰值后受内套环和岩石非均质性影响有快速陡降和下降后回升或保持水平而后再次下降两种形式;含内套环储能花岗岩最终破坏为3块或4块,损伤破坏历程为裂纹率先从平行加载方向的内孔壁起裂,后从垂直加载方向外壁起裂,添加套环的岩样破坏裂纹宽度较小,破坏形态和裂纹发育一定程度上受岩样与套环的黏结效果影响;含内套环储能花岗岩峰值前总能量演化发展呈指数形式,依据峰值前弹性能、耗散能以及其占自身峰值前总能量比例,分析能量同套环厚度变化的发展规律,得到1.0~1.5 mm的套环厚度为套环增益效果较好区间,结合理论分析构建了含内套环储能花岗岩损伤破坏判据,并进行了合理性验证。
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