泥质胶结岩体力学特性宏细观模拟研究

摘要

对于以黏粒胶结为主要胶结方式的泥质岩体,岩体力学特征与组构密切相关.文章采用物理模拟和数值模拟手段进行泥质胶结岩体单轴压缩试验,从宏-细观尺度开展组构对力学特性影响规律研究.岩体组构对力学特性的影响规律为:水化前后泥质胶结岩体单轴抗压强度和弹性模量与黏粒含量符合指数小于0的Allometricl关系,黏粒含量越高,泥质岩体的单轴抗压强度、弹性模量越小;黏粒含量越高,泥质胶结岩体水化弱化指数越大,水化越剧烈;当黏粒体积分数增加到0.4左右时,泥质胶结岩体强度和水化弱化指数不随黏粒含量增加而变化,组分的增加不影响泥质胶结岩体的强度和水化弱化特性.岩体组构对力学性质的影响机理为:黏粒含量越高,岩体碎屑之间的强胶结数量越少,黏粒之间的弱胶结数量越多,岩体压缩破坏过程弱胶结破坏数量越多、强胶结数量越少;水化过程弱胶结进一步弱化.