MTS试验机岩石压缩试验变形测量数据的选取方法研究

变形测量数据的选取对认识岩石力学性质及变形参数的计算有着重要影响。MTS试验机已被广泛应用于岩石力学试验中,其中岩石的变形测量常用方式有引伸计、LVDT和压板位移,这3种测量方法得到的轴向应变的准确性和适用性有待深入研究。本研究采用MTS试验机进行岩石的单轴和三轴压缩试验,对比引伸计、压板位移和LVDT 3种方式测量得到的应力-应变曲线,分析3种不同测量方法的结果对岩样应力-应变曲线形态、强度和变形参数的影响。结果表明:峰值强度前,压板位移和LVDT测量得到的变形数据、计算的应力门槛值和变形参数存在较大误差,轴向应变应采用引伸计测量得到的变形数据;采用引伸计测量得到的变形数据在达到峰值强度后会出现轴向应变减小的现象,该曲线容易被误认为属于Ⅱ类曲线;建议在MTS试验机固定压头端安装LVDT传感器,采用LVDT测量得到的轴向变形计算峰值强度后的轴向应变;条件不允许安装LVDT传感器时,采用压板位移测量的数据来表示岩样在峰值强度后的变形。研究结果对于正确选用岩石变形测量数据、计算强度和变形参数以及认识岩石力学性质具有一定参考价值。

龙马溪页岩应力–应变门槛值的各向异性特征研究

层理面与围压共同作用下,应力门槛值及其对应应变的各向异性特征是影响页岩脆性力学行为的重要因素之一。以龙马溪组页岩为对象,分析其应力–应变门槛值在不同围压及不同层理面倾角影响下的变化规律。结果表明:①起裂应力c_(is),损伤应力c_(ds)和峰值应力f_(s)随围压增大均近似成线性规律增大,而闭合应力c_(cs)受围压影响不大。②层理面倾角对c_(ds),f_(s)具有显著影响,而对c_(cs),c_(is)影响不明显;低围压下应力比c_(ds)/f_(s),c_(is)/f_(s),c_(cs)/f_(s)随倾角增加表现出一定的波动性,随着围压增大应力比趋于稳定。③应力门槛值对应的轴向及径向应变随围压增大表现出相同的变化规律:峰值应变增长速率最快,损伤应变次之,起裂应变最小。④应力门槛值对应的轴向及径向应变随倾角的增大表现出相同的变化规律:峰值应变随倾角由0°增大为90°,先减小后增大,闭合应变、起裂应变及损伤应变与倾角的相关性不强。