基于能量耗散理论的围压对黏土岩脆性影响的试验研究

摘要

岩石脆性是高放废物处置库选址的重要指标.为研究不同围压对于黏土岩脆性的影响,通过能量耗散理论对不同围压状态的岩石进行脆性评价,分析黏土岩破坏过程中耗散能、可恢复应变能、总能量的关系,以可恢复应变能与总输入能量的比值表征岩石的脆性,结果表明:(1)在岩石常温三轴压缩试验中,伴随着能量的转换,试样的弹性模量、脆性不断变化;(2)在岩石常温三轴压缩试验中,围压从0MPa提升至5MPa,试样的抗压强度、轴向应变、径向应变较围压从5MPa提升至10MPa时增长率变大;(3)在岩石常温三轴压缩试验中,岩石吸收的总能量、转化为可恢复应变能、不可恢复耗散能,均与围压的增加呈正相关.随着围压增大,输入系统的总能量呈线性增长,转化为可恢复应变能增长率变小,而不可恢复耗散能增长率变大;(4)基于能量耗散理论的脆性评价表明:黏土岩岩石试样0MPa、5MPa、10MPa围压时脆性指数分别为0.73、0.70、0.46,表明随着围压升高,黏土岩脆性变低,塑性变强.