高孔岩石中局部变形带的理论和形成条件研究进展

摘要

近几年在野外和实验室都发现高孔隙岩石中局部化变形的压缩带、剪切带和膨胀带,是目前岩石力学、岩石物理和本构模型研究的热点之一.基于局部变形带在水利、石油、核废料处置、垃圾处理、环境污染的治理和地质构造、工程地质和岩土工程中的实际意义,介绍以局部化分岔理论为基础的多孔岩石的压缩带、剪切带的理论、形成条件和判别条件,以及与压缩带、剪切带和膨胀带相应的临界硬化模量.基于帽子模型,介绍椭圆形屈服帽上的压缩和剪切带,以及它们与σ-ε曲线之间的密切关系.在低围压下的σ-ε曲线上的第一个零模量点也就是应力平台对应于压缩带,即为帽子模型的体积屈服面;继续加载使σ-ε曲线继续上升到标本产生硬化,直到σ-ε曲线上出现第二个零模量点,也就是σ-ε曲线的峰值对应于剪切破坏,此时应力状态处于帽子模型的剪切屈服面上.同时还给出大量不同颗粒尺寸、不同孔隙度砂岩轴对称压缩试验结果,它们也可用1/4椭圆帽子模型来描述.