
2021年第145期的《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》(IF: 7.135)杂志,发表了由东北大学岩石破裂与失稳研究所徐涛教授课题组完成题为 “A meso-mechanical approach to time-dependent deformation and fracturing of partially saturated sandstone”的学术论文,相关研究成果对揭示非饱和砂岩细观时效变形破裂机理具有重要意义。
内容简介:
该研究从物理作用和化学作用两方面考虑水对岩石的弱化作用,推导了广义有效应力理论和非饱和条件下应力腐蚀理论,基于该理论建立了非饱和度条件下岩石非时效和时效变形模型,通过试验结果与模拟结果对比验证了该数值模型的有效性,分析了不同饱和度条件下砂岩瞬时和时效变形特性规律。
模拟结果表明随着饱和度增加,砂岩试样的单轴压缩强度、弹性模量逐渐降低;砂岩试样的瞬时应变和稳态应变率随饱和度增加呈指数形式增大,蠕变应变和破坏时间随饱和度增加而减小。模拟结果不仅揭示了短时间内水对砂岩瞬时力学性质的急剧弱化作用,而且强调了环境中的水对非饱和岩石蠕变力学性质的持续影响作用,相关结果有助于评价岩体工程的长期稳定性。
代表性图表:

图 非饱和砂岩的代表性体积单元示意图

图 子接触面局部平行板模型(包含固-固接触区域和开度为常数的孔隙区域)
本文来源:
Teng-Fei Fu, Tao Xu*, Philip G. Meredith, T.M. Mitchell, Michael J. Heap, Yoshitaka Nara. A meso-mechanical approach to time-dependent deformation and fracturing of partially saturated sandstone[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2021, 145: 104840.
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2021.104840
