高温下砂岩稳态蠕变规律的实验研究

摘要：

在阶梯加载条件下对紫篷山砂岩进行了高温单轴压缩蠕变实验,利用参数变动法对砂岩稳态蠕变律常数进行了测定,同时,也对砂岩的稳态蠕变阶段进行了初步的研究.实验过程及结果表明,在实验的温压范围,即σ=8.6 ～77.8 MPa,T=20 ～ 500℃下,砂岩稳态蠕变率在10-10～10-9 s-1之间,其随着温度和应力的增大而增大.温度越高,压力越大,砂岩的蠕变就越早进入稳态蠕变阶段.对砂岩稳态蠕变律常数的测定结果表明,在实验的温压范围内,应力指数n值表现出两段直线关系:应力σ在8.6 ～ 25.9 MPa之间时,应力指数n值在0.26 ～O.43之间;应力σ在25.9 ～ 77.8 MPa之间时,应力指数n值在0.61 ～0.82之间.应力指数n值有随着σ值的增大而增大的趋势.蠕变激活能QC值在0.05 ～3.796 kJ/mol之间.当T在20 ～ 100℃之间时,T对QC的影响小.综合分析表明,在实验温压范围内,利用参数变动法对砂岩的蠕变激活能QC值进行测定有较大误差.在结构常数A的测定方面,lnA值均呈现负值,在-19.91 ～-14.59之间,这表明在实验的温压范围内,砂岩的微观结构、组分对稳态蠕变速率的影响是很小的.lnA值也存在着类似于应力指数n值的分段现象,表明了应力σ越大,砂岩的微观结构、组分对稳态蠕变速率的影响是越大.此外还对砂岩的弹性模量E进行了初步的研究.研究发现,弹性模量E随着应力的增大而增大,随着温度的增大而减小.

关键词：高温、砂岩、稳态蠕变、参数变动法

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分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金40774096

在线出版日期：2015-10-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：201-205