围限作用下半充填裂隙变形模量特征

采用微机控制万能材料试验机,通过轴向压缩、侧向约束的实验方式,以不同水泥砂配比样品作为充填介质,分别研究了同配比和同隙宽条件下的非全充填裂隙的变形模量。实验结果表明:在充填裂隙变形初期充填介质形态开始发生变化,随着应力的增大充填介质进入孔隙,最后直至组织密实,造成变形模量动态变化的特点;变形模量随应力的增大而增大;配制比例1∶2的充填裂隙的变形模量较大,且配制比例1∶2、1∶4、1∶6、1∶8的充填裂隙的变形模量呈现依次减小的趋势;同配置比充填裂隙的变形模量随应力的增大而增大,相同配制比例,不同充填裂隙宽度下,充填裂隙隙宽越大,充填裂隙的变形模量就越小。

半充填裂隙渗流应力特性的微结构效应

针对填充物在渗流应力作用下破裂过程的非稳定性问题,应用突变理论建立了半充填裂隙破坏失稳的尖点突变模型,导出了半充填裂隙破坏失稳的充要条件表达式,证明了当应力满足突变模型的分叉点集方程时,其相对应的孔隙的微结构将发生失稳坍塌;利用试验仪器对半充填裂隙进行了渗流试验研究,通过分析整理试验数据,得出半充填裂隙的渗流应力曲线,并将试验数据与微结构突变失稳假说相结合,比较理论计算值与试验实测值,发现两者具有较高的吻合性,说明以微结构失稳的尖点突变理论为基础来研究半充填裂隙在渗流应力作用下的破坏失稳是可靠的。