盐岩蠕变特性温度效应的实验研究.pdf

第24卷第12期岩石力学与工程学报Vol.24No.12
2005年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune，2005

盐岩蠕变特性温度效应的实验研究

高小平，杨春和，吴文，刘江

(中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北武汉430071)

摘要：对经历不同温度后的盐岩蠕变特性进行了实验研究，研究了应力水平和温度对盐岩蠕变特性的影响，通过
实验获得的蠕变曲线和岩石参数，回归出了其稳态蠕变率本构方程。分析结果表明：偏应力和温度对盐岩稳态蠕
变率影响较大；稳定蠕变应变率本构方程是作用在盐岩上的应力偏量的幂次函数和能量与温度的指数函数。并从
盐岩蠕变模量随蠕变时间的变化规律入手，导出了以蠕变时间为自变量的损伤率演化方程和用损伤表示的蠕变模
量演化方程。
关健词：岩石力学；盐岩；高温；蠕变；损伤本构方程
中图分类号：TU457文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)12–2054–06

EXPERIMENTALSTUDIESONTEMPERATUREDEPENDENT
PROPERTIESOFCREEPOFROCKSALT

GAOXiao-ping，YANGChun-he，WUWen，LIUJiang
(InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430071，China)

Abstract：Experimentalstudiesaremadeonthecreeppropertiesofrocksaltafterundergoingdifferenthigh
temperatures；theeffectofstresslevelandtemperatureoncreepofrocksaltisanalyzed.Throughthecreep
characteristiccurvesandparameters，thesteadystatecreepstrainrateconstitutiveequationofrocksaltisobtained
byregression.Theresultsindicatethattheeffectsofdeviatoricstressandtemperatureonthesteadystatecreep
strainrateofrocksaltareobvious.Thesteadystatecreepstrainrateisapowerfunctionofdeviatoricstressand
exponentialfunctionoftemperatureandenergy.Basedontherelationofcreepmodulusandcreeptimeforrock
salt，thecreepdamageevolutionandcreepdamageconstitutiveequationareestablished.
Keywords：rockmechanics；rocksalt；hightemperature；creep；damageconstitutiveequation

变化规律，有关高温下岩石和基岩特性的研究变得
1引言重要起来。盐岩是一种特殊类型的岩石，在岩石力
学领域中，人们对天然盐岩的蠕变性质较其他岩石
高温度环境下，岩石力学特性是一个极其重要作了较早和更详细的研究，与其他岩石相比，盐岩
的问题。近年来，随着地热发电、高放核废料地下以其良好的蠕变，低渗透性及损伤自我恢复的特性，
贮存、深部地下空间的利用，人们需要研究岩石的而被公认可作为能源储存，高放射核废料永久性处
力学性质受温度和时间共同作用下的变化规律，尤置的理想介质[1]，众所周知，进行地质处置的核废
其需要了解在长时间的高温作用下岩石力学性质的料在地下埋置若干年后仍然具有很强的放射性，同

收稿日期：2004–10–28；修回日期：2005–01–27
基金项目：国家自然科学基金资助项目(E50434050)
作者简介：高小平(1980–)，男，2002年毕业于长安大学地质工程系建筑工程专业，现为硕士研究生，主要从事盐岩力学特性、储气库稳定性分析方
面和岩石力学实验方面的研究工作。E-mail：[e-mail]，[e-mail]。
第24卷第12期高小平等.盐岩蠕变特性温度效应的实验研究•2055•

时散发出相当高的热量，使得周围岩体的温度升高。热烘数分钟后就会收缩至试件和端块密贴。端块与
因此，核废料贮存库的长期安全性更是人们十分关热缩塑料护套之间用“O”型圈密封。将岩样装入
心的