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高应力条件下膏泥岩动静态力学参数特征试验分析

张俊 , 周文 , 李双贵 , 单钰铭 , 尹帅 , 谢润成 , 郑莲慧

中国材料进展 doi:10.3969/j.issn.1671-9727.2015.06.04

高应力条件下膏泥岩动静态力学参数特征研究对分析地下深层或高应力地区膏泥岩力学状态、蠕变扩容约束因素、地下工程或容腔安全设计及地下空间应力场模拟等方面意义重大。通过对地下膏泥岩取样并开展力学试验，对其应力应变特征进行分析，结果表明：高应力条件下膏泥岩应力-应变曲线大致分为4个阶段，时间-应变曲线大致分为3个阶段；硬石膏含量增加能提高岩样的强度、模量及泊松比，同时延缓岩石的弱化，但在高应力系统下岩样具有较为明显的蠕变扩容特征；在45％和79％屈服水平下，屈服应力点之后塑性应变比例差异不大；有效围压50 MPa 条件下，杨氏模量随着偏应力的增加而降低，泊松比随着偏应力的增加而增加；硬石膏体积分数＞50％的样品内聚力和内摩擦角比硬石膏体积分数＜50％的样品分别高35．7％和10．2％，表明虽然膏泥岩在高应力条件下易发生扩容蠕变，但硬石膏相对泥质而言能提高岩石抗剪切破坏的能力；根据动态资料计算的膏泥岩力学参数与静力学参数类似，高应力条件下硬石膏含量高的样品其动力学参数值也相对大一些，不同成分膏泥岩样品具有统一线性变化规律。

关键词: 高应力 , 膏泥岩 , 应力 , 应变 , 偏应力 , 抗剪强度 , 力学参数