红层泥岩加卸载力学特性与能量演化机制

摘要

为研究红层泥岩的力学特性和能量演化规律,基于5种不同围压梯度(200、250、300、350、400 kPa)及轴压与围压不等速率的应力路径,以四川遂宁地区红层泥岩为例开展了室内循环加卸载试验,得到围压效应对红层泥岩力学特性、总应变能密度、弹性应变能密度、耗散能密度的影响,以及应力-应变与能量之间的演化规律.研究结果表明:从初始加卸载至试验结束,轴向应力输入的总能量密度、弹性应变能密度以及耗散能密度总体呈先增大后减小的“正态分布”形式;在峰前阶段,弹性应变能密度与耗散能密度间的差值会随着循环加卸载次数的增加而增大;围压的侧限作用提高了试样承载能力,总能量密度、弹性应变能密度以及耗散能密度随着围压的增大而增大;在峰后阶段,当围压≤300 kPa时,耗散能密度低于弹性应变能密度,而围压>300 kPa时,耗散能密度高于弹性应变能密度,围压增大会进一步抑制试样破坏后弹性应变能密度的释放;相同围压下,随着干湿循环次数的增加,干燥、饱和状态下的抗压强度和弹性应变能密度均呈负相关关系;相同干湿循环次数,干燥状态的抗压强度和弹性应变能密度比饱和状态高,呈正相关关系.