干湿循环作用对大理岩渗透性影响的试验研究

本文以锦屏大理岩为研究对象,采用干湿循环处理,开展不同干湿循环次数和围压加卸载条件下大理岩气体渗透性试验,研究了大理岩渗透率随围压和干湿循环次数的变化规律.同时通过电镜扫描,探究了不同干湿循环作用对大理岩细观结构的影响效应,分析了干湿循环对大理岩的细观作用机理.试验结果表明:气体渗透性试验中,在相同围压下,大理岩渗透率随干湿循环次数的增加而递增,在同一干湿循环次数下,大理岩的渗透率随围压增大而减小;干湿循环次数越高,围压对渗透率的影响效应越显著;随着干湿循环次数增加,微裂纹不断扩展并相互搭接,大理岩块状构造逐步破碎化.     

考虑干湿循环的大理岩统计损伤本构模型

为研究大理岩在干湿循环作用下会产生劣化作用,通过对大理岩在干湿循环作用下的力学特性的变化规律,发现随干湿循环次数的增加,劣化作用会呈现减弱的趋势,最终趋于一个恒定值.通过应用细观方法研究了大理岩微元强度,假设大理岩微元强度分布服从Weibull分布,然后利用连续损伤理论,认为大理岩损伤劣化规律具备连续性,再由Lemaitre提出的应变等效假说以及基于D-P强度破坏准则度量微元强度提出了大理岩考虑干湿循环效应下的统计损伤本构模型,并应用大理岩干湿循环的单轴压缩实验数据与构建的统计损伤本构模型的应力、应变曲线进行模拟拟合.结果表明,所建立的统计损伤本构模型能够较好地反映考虑干湿循环效应下大理岩弹性阶段的损伤,可见该模型具有一定合理性、有效性.