盐岩的压剪疲劳特性与位错损伤研究

摘要

开展不同剪切角度的压剪实验和疲劳实验,研究压剪作用下盐岩的力学特性和晶体位错特性,基于损伤力学观点,建立以位错为度量指标的损伤关系模型。得到的主要结论有:(1)大于45°角剪切时,盐岩晶体位错的滑滞阻力较小,盐岩抗变形能力、峰值应力和最大变形量均随着剪切角度的增大而减小。裂纹以剪切面附近扇形裂纹发育为主。(2)疲劳寿命与循环荷载的上限应力水平相关。剪切角度不同时,若应力水平相同,则其疲劳寿命(循环数)基本相同;若应力大小相同,则剪切角度越大,疲劳寿命越短。(3)变向剪切对盐岩的疲劳寿命影响巨大,使疲劳寿命下降90%以上。(4)盐岩疲劳裂纹的成核和位错的不断挤入、挤出有关,裂纹扩展是多滑移系交替滑移的结果。建立基于位错理论的盐岩损伤模型,使损伤能从本质上表达盐岩的破坏过程。疲劳损伤越大盐岩的承载能力下降越明显。