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《岩土力学》2017,(Z1):103-112
为研究不同应力条件下层理对高孔隙率岩石材料破坏模式、弹性模量以及强度的影响,针对各向异性的石英砂岩,采用静水预压缩–增大轴向应力的加载方式,进行了多组带有不同层理角度试样的三轴试验。试验结果表明,不同应力条件下各向异性的石英砂岩试样表现出不同的变形破坏特征,以30 MPa围压为界,低围压范围内破坏模式为剪切型破坏,在该范围内随着围压增大破坏面由倾斜转向水平,并受到试样层理角度不同程度的影响,高围压范围内受到层理的影响分为剪切屈服和体积屈服两种破坏模式;随着围压的增大,新闭合的孔隙裂纹数目减少,各向异性对弹性模量的影响呈现降低趋势,弹性模量增长速率降低,弹性模量在层理分布角度?=60°时都会出现下降的现象;不同层理分布试样的强度曲线呈U型,围压在0~20 MPa范围内试样?=30°强度最低,围压在30~60 MPa范围内强度最低试样转化到?=45°附近;不同层理角度石英砂岩的强度特征系数随着围压的增大而逐渐减小,围压大于30 MPa后该系数逐渐趋于稳定。 相似文献
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ZHOUXiang 《水文地质工程地质》2017,(1):84-90
为探讨三向应力状态下不同泥质胶结物含量砂岩渗透力学性能的异同,对泥质含量分别为4%、15%、24%、31%的4组不同泥质含量砂岩进行了三轴压缩渗透试验。试验结果表明:砂岩的强度和弹性模量随着泥质胶结物的增加呈幂函数型减小,随围压的升高而增大,内摩擦角和黏聚力随含泥量增加而逐渐减小;相同围压和泥质含量下,渗透性随加载应力的增大呈先减小后增大、再略微减小的整体趋势,渗透系数在峰值应力附近达到最大值;相同围压和偏应力下,渗透系数随泥质胶结物含量的升高而呈线性减小;同等泥质含量和偏应力下,砂岩的渗透性随围压的升高呈对数型函数减小。基于试验结果,分析得到了一种综合考虑围压、孔隙度以及泥质含量影响的砂岩综合渗透模型,并通过理论与试验数据对比分析验证了模型的合理性。 相似文献
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以典型软岩－泥质粉砂岩为研究对象,进行了不同应力水平下的恒轴压、分级卸围压室内流变试验。试验结果表明,软岩在卸荷条件下的轴向及侧向流变变形较大,各向异性显著。在恒定围压较高时,轴向流变变形较大,而随着围压逐级降低,侧向流变变形发展较轴向更快,试样在破裂围压下的侧向变形远大于轴向。通过深入分析软岩卸荷流变试验成果可知,线性Burgers流变模型能较好地反映各级围压下流变曲线的衰减流变及稳态流变阶段,但对于破裂围压下的非线性加速流变阶段无法描述。基于上述分析,建立一个非线性损伤流变模型,采用Levenberg-Marquardt非线性优化最小二乘法对试验结果进行拟合,并获得软岩的非线性流变参数。经比较,拟合计算与试验曲线吻合程度很高,说明该流变模型能较好地反映软岩卸荷流变各阶段的曲线特征。 相似文献
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《岩土力学》2017,(12)
为研究含瓦斯砂岩卸荷破坏过程中的变形及渗流规律,采用自主研发的含瓦斯煤热-流-固耦合渗流伺服试验系统,开展了不同围压和相同瓦斯压力条件下的卸围压渗流试验,建立了基于应变指标的瓦斯渗流模型。得出的主要结论有:(1)含瓦斯砂岩破坏表现出明显的脆性特征,峰值应力点后瞬间,应力、应变及流量均出现突跳;(2)应力-应变及渗透率变化呈现明显的阶段性特征:孔隙、微裂隙压密及弹性变形阶段(Ⅰ、Ⅱ阶段),砂岩渗透性为0;卸荷屈服阶段(Ⅲ阶段),产生新的损伤,渗透性小幅增加;卸荷破坏应力跌落阶段(Ⅳ阶段),应力突降,应变陡增,裂隙贯通后渗透性陡增,是渗透性主导阶段;破坏后阶段(Ⅴ),应力、应变及流量变化均趋于稳定;(3)含瓦斯砂岩破坏阶段,受气体压力和泊松效应影响,使径向应变和体积应变远大于轴向应变;(4)含层理砂岩卸荷破坏形式以产生沿层理面方向的张剪混合裂缝为主。基于Kozeny-Carman方程和裂隙流理论,建立了应变相关渗透率模型,揭示了含瓦斯砂岩损伤破坏渗流机制,对研究瓦斯突出、及在破断岩体中的运移规律及抽采孔优化设计等具有借鉴意义。 相似文献
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湘中涟源下石炭统的陆源碎屑风暴岩 总被引：4，自引：1，他引：3
描述了测水组具丘状层理的石英砂岩风暴岩和具丘状层理的粉砂岩风暴岩以及邵东组的具粒序层理的粉砂质风暴岩和泥质介壳层风暴岩,四种风暴岩的环境分布依次为前滨——上临滨、下临滨——过渡带、远滨或滨外泥质陆棚。 相似文献
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为研究地下隧洞开挖过程中围压和孔隙气压对层状千枚岩力学特性及变形参数的影响,以氩气作为渗透介质,开展层状千枚岩不排气三轴压缩试验,分析层状千枚岩在不同围压和孔压下应力-应变关系、峰值强度、变形特性及破坏形式随层理倾角的演化特征。引入基于层理倾角的各向异性度公式,探讨围压和孔压对层状千枚岩各向异性的影响。结果表明：不排气条件下,当孔压减小或围压增大时,层状千枚岩峰值强度逐渐增大;岩石峰值强度σc、弹性模量及变形模量随层理倾角的增大呈“U”型变化;层理倾角在30°～60°之间,层状千枚岩存在层理弱面,破坏形式主要为沿层理面剪切滑移破坏;层状千枚岩在平行层理方向受围压、孔压影响较大,呈现明显各向异性特征。 相似文献
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东昆仑塔妥煤矿羊曲组呈断片分布,为东昆仑造山带东段昆中蛇绿混杂岩带中的最年轻的一个构造岩片,前人认为其时代为早侏罗世[1～2].据本次塔妥煤矿羊曲组实测剖面研究,可将羊曲组自下而上划分为3个岩性段:(1)砂砾岩段(ＴＪｙ1),为灰白色、黄褐色、黄灰色、灰紫色中—厚层状复成分砾岩、石英砾岩、含砾石英质杂砂岩,夹深灰色、黄灰色中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩,发育交错层理、平行层理,为河流相产物.(2)含煤砂泥岩段(ＴＪｙ2),为深灰色、褐灰色薄—中厚层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩与灰黑色炭质泥岩互层,夹数层煤线及可采煤4层,发… 相似文献
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为了描述岩石强度的各向异性特征,通过引入材料的微结构张量,考虑单轴抗压强度σcβ随层理倾角β而变化,提出了基于微结构张量的修正Hoek-Brown屈服准则。开展不同层理倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°)的页岩试样不同围压(0、5、10、15和20 MPa)下的三轴压缩试验,结果显示,页岩峰值强度与层理倾角β呈"U"形曲线关系,在围压较低时呈"肩"形曲线关系,弹性模量Et和泊松比ν对围压不敏感,其平均值随层理倾角β的变化关系分别呈倒"U"形、"肩"形。页岩的微观和宏观破坏图像表明,其破坏模式受围压和层理倾角双重控制。试验值与模型预测值的对比表明,修正的Hoek-Brown屈服准则可较好地对页岩强度的各向异性进行模拟。同时,采用Koteshwar千枚岩、Koteshwar板岩、绿泥石片岩等层状结构岩石的单轴和三轴压缩试验数据,进一步验证了提出的修正Hoek-Brown屈服准则对多数具有层理结构的横观各向同性岩石峰值强度模拟具有普遍适用性,并对屈服准则在试验数据较多和较少情况下的峰值强度模拟效果进行了评价。 相似文献
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研究区位于安徽绩溪县杨溪镇,区内主要发育一套新元古代浅变质碎屑岩系,厚度为639.7 m。碎屑岩以泥岩、泥质粉砂岩、砂岩、含砾砂岩和砾岩为主,发育水平层理,粒序层理,韵律层理等沉积构造,可见鲍马层序Ta、Tc、Td、Te段。碎屑组分以跃移组分为主,含量为35%～58%。地层上段厚为254.8 m,包含粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩,水平层理和粒序层理发育,为中扇-外扇扇叶沉积,中段厚为192.5 m,主要为细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩,砂岩条带广泛发育,属于中扇水道沉积,下段厚为192.4 m,为一套砾岩层,砾石分选较差,砾岩层间夹有粉砂质泥岩,为上扇水道滞留沉积。总体上,形成一套退积的海底扇沉积序列。 相似文献
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塔河油田南部石炭系卡拉沙依组沉积相研究 总被引：5，自引：1，他引：4
综合应用沉积学、古生物学、地球化学等多学科理论,通过岩心观察描述,结合测井、录井、古生物、地球化学等资料综合分析认为:塔河油田南部石炭系卡拉沙依组上部砂泥岩段砂岩中发育羽状交错层理、波状层理、透镜状层理,砂泥岩薄互层,低砂地比,半咸水生物或广盐度生物大量发育,反映了一种潮坪环境;平面上,研究区北部偏粗、含砾,反映存在河流注入,为具有河口湾性质的潮坪沉积体系,卡拉沙依组砂泥岩段主要处于潮间带,发育潮道、砂坪、砂泥混合坪、泥坪、河口坝等微相。下部的上泥岩段为深灰色、灰褐色、棕褐色泥岩,偶夹薄层泥质粉砂岩、灰质泥岩条带,发育平行层理,为泻湖相沉积。 相似文献
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红层泥岩水岩作用特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
红层是红色陆相沉积为主的碎屑沉积岩层,岩性以砂岩、泥岩、粉砂岩和页岩为主。该类岩层多为软岩与硬岩相间,呈互层状产出,层间结合力弱。受区域构造影响,岩层扭曲褶皱强烈,多中高倾角,结构面发育,有泥化现象。红层中的泥岩具有透水性弱、亲水性强,遇水易软化、塑变,抗风化能力弱,易崩解等特性。特别是遇水后岩体及结构面抗剪强度大幅度降低,并且具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性。水岩作用对边坡的影响主要有,结构面遇水泥化导致楔形体失稳,泥岩塑性变形引起边坡蠕变,同时红层还具有很强的崩解性,边坡开挖后发生崩解等现象。 相似文献
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红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩是巴东组特殊性岩土的代表,具有遇水易崩解特性。根据岩样单轴压缩试验,基于PFC2D程序,建立中硬岩、软岩单轴压缩试验数值模型;模型选用平行黏结颗粒接触模型。根据应力-应变曲线特征,采用分段定量参数标定法对软岩试样的细观参数进行标定;且通过调整法向和切向黏结强度比值σc/τc,控制试样单轴压缩破坏模式;分别对不同风化程度的粉砂质泥岩和泥质粉砂岩在饱和、天然状态下单轴压缩试验过程进行模拟;并分析了试验过程中颗粒法向接触力、切向接触力、配位数、孔隙度等细观组构参数的分布特征和演化规律。研究结果表明:该数值方法能够很好地模拟中硬岩、软岩的单轴压缩试验过程,除中风化粉砂质泥岩外,风化程度和浸水条件仅能影响试样颗粒接触力在统计角度范围的大小,不能影响其分布形式;同时,风化程度和浸水条件延长了配位数显著下降的加载时间,配位数随裂缝数量的增加而减小;浸水条件和风化程度对泥质粉砂岩的孔隙度演化影响较大;风化程度对粉砂质泥岩孔隙度演化影响较大,而浸水条件影响较小。 相似文献
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红层软岩属于滑坡、崩塌灾害的易发地层,岩石的微观结构特性对其宏观力学强度有着重要影响。对四川省屏山县和云南省绥江县采集的侏罗系红层砂岩、粉砂岩和泥岩样品进行了扫描电镜观察及变角模抗剪强度实验。基于MATLAB数字图像处理技术,提取了红层砂岩、粉砂岩和泥岩的微观结构参量,即孔隙率、颗粒磨圆度、颗粒定向度及欧拉数的量化值,进一步分析了上述各参量和抗剪强度的定量关系。研究结果表明：红层软岩的抗剪强度和孔隙率呈负指数关系,和颗粒磨圆度、定向度呈负相关线性关系,和欧拉数呈正相关线性关系。 相似文献
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寻甸地区位于上扬子地台,该区灯影组三段发育了一套以白云岩夹粉砂岩泥岩为主的沉积岩层。通过对摩洛河剖面岩石学特征及沉积相的研究,结合前人的研究成果,认为该区灯影组三段可分为三个岩性段:下部以细粒石英砂岩、泥岩为主;中部以砂屑白云岩为主,夹少量石英细砂岩和泥质粉砂岩为主;上部以泥晶灰岩、泥质灰岩夹钙质泥岩钙质粉砂岩为主。岩层中主要发育水平层理和平行层理;并且认为研究区灯影组三段地层发育在碳酸盐台地一陆表海环境中,从底到顶可识别出潮坪浅滩相、瀉湖相和开阔台地相的沉积。总体上为海退一海侵的沉积旋回。 相似文献
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软硬相间层状复杂岩体综合变形模量原位试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
某拟建大型电站坝基岩体为一套河湖相沉积岩,包含了砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩等多种岩性岩体。不同岩体变形参数各异,常规变形试验只能获得单一岩性岩体的变形模量,而这种软硬相间层状复杂岩体的综合变形模量是与单一岩性岩体变形模量、岩层倾角、岩层厚度多个因素相关的,如何通过试验获得这种复杂组合岩体的综合变形模量是一个重要问题。本文首先对坝址区不同岩性所占的比例进行了详细的统计,获得砂岩、粉砂岩和泥岩的厚度比为6:2.5:1.5,根据这一统计结果在坝轴线附近选择含有砂岩、粉砂岩和泥岩三种岩体的大型变形试验区,将承压板尺寸设定为200cm37cm,承压板就能同时覆盖砂岩、粉砂岩和泥岩三种岩体,且将其厚度比确定为6:2.5:1.5。通过在承压板上施加大荷载（250余吨）将应力传至下部多层岩体,从而获得软硬相间层状复杂岩体的综合变形模量。试验结果表明坝基弱下风化岩体的综合变形模量可达到7.0GPa,已经满足筑坝的要求。通过原位试验成功地论证了坝基岩体综合变形模量量值的问题。
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准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组岩性复杂,岩相多样,亟需建立配套的岩相测井识别方法。综合利用岩心薄片、常规测井与成像测井等资料对芦草沟组的岩性、沉积构造等特征进行研究,在此基础上进行岩相类型划分,并分析不同岩相的测井响应特征,建立岩相测井评价模型。结果表明,研究区主要由云质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等岩性组成;根据岩心的矿物组成,考虑在岩心尺度上的可区分性、测井中的可识别性,划分出块状白云质泥岩相、平行/波状层理泥质粉砂岩相、块状泥岩相、块状泥晶白云岩相、平行层理粉砂岩相和波状/水平层理粉砂质泥岩相6种主要岩相类型。在此基础上通过岩心刻度测井资料建立岩相判别准则,并利用Kohonen神经网络方法实现单井岩相测井自动判别,划分结果与薄片匹配较好。研究成果可提高未取心井的岩相识别效率与精度,为该地区页岩油勘探提供一定的理论依据与方法支撑。 相似文献
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塔中地区志留系自下而上包括柯坪塔格组(下沥青砂岩段、灰色泥岩段、上沥青砂岩段)、塔塔埃尔塔格组（红色泥岩段和砂泥岩段）、依木干他乌组。通过对塔中地区志留系钻井岩心观察和盆地西北部阿克苏、柯坪、巴楚等地露头剖面的观察,塔中地区志留系下沥青砂岩段岩石类型主要为绿灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、极细砂岩和细砂岩,部分井发育中细砂岩和中砂岩,砂岩层中常见大量撕裂状泥砾和黄铁矿,发育水平纹理、平行层理、低角度交错层理和楔状交错层理,在露头剖面中可见槽状交错层理。发育的主要沉积相类型为前滨-临滨、浅海陆棚、受风暴影响的浅海砂坝或潮汐砂脊等。在部分井的志留系底部还可见砂砾岩沉积,砾石磨圆较好,砾石成分为石英岩、燧石、泥砾、砂岩砾及其它变质岩砾,向上过渡为中粗砂岩和中细砂岩,发育板状和槽状交错层理,具向上变细的粒序结构,具河流相沉积特征,如塔中30、塔中161井的志留系底部。总体认为塔中地区志留系柯坪塔格组下沥青砂岩段为无障壁滨线-陆棚为主的沉积体系,具有海侵背景下受风暴控制的滨线－陆棚沉积模式, 随海侵发展形成宽度几十公里以上的滨线－陆棚砂岩沉积体,垂向上为滨岸砂到陆棚砂的演化序列。上沥青砂岩段以潮坪沉积为主,并有部分前滨和临滨沉积,横向相变,垂向交互叠置,在砂体发育程度和规模上较下沥青砂岩段差。根据岩心物性和测井物性分析,浅海陆棚沙坝和滨岸沙坝砂岩储集性好于潮坪相砂岩。 相似文献