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动应力场-渗流场耦合作用下砂岩流变损伤特性试验研究
动应力场-渗流场耦合作用下砂岩流变损伤特性试验研究
摘要：砂岩是一种典型的多孔介质，其在地下工程中广泛应用。但是，砂岩材料的流变损伤特性在地下水流和动应力场的共同作用下还需要进一步研究。本文以砂岩为研究对象，通过试验研究了动应力场和渗流场耦合作用下砂岩的流变损伤特性，为地下工程的安全设计提供理论依据。
1.引言
在地下工程中，砂岩是一种常见的地质形态，其特点是多孔介质结构。由于地下水和动应力等多种因素的影响，砂岩在实际工程中容易发生流变损伤。因此，研究砂岩在动应力场和渗流场耦合作用下的流变损伤特性，对安全设计和工程施工具有重要意义。
2.试验设计
本试验选取了某一砂岩样本进行了多次加载-卸载试验，并在不同渗透压力下进行了渗流试验。通过测量样本的变形、滑移位移和渗透率等参数，分析了动应力场和渗流场耦合作用对砂岩的流变损伤特性的影响。
3.结果分析
在动应力场作用下，砂岩样本的应力-应变曲线呈现典型的弹性-塑性特性，但在加载-卸载过程中出现了明显的非线性行为。这表明动应力场可以引起砂岩的流变损伤，导致弹性模量和抗剪强度的降低。
在渗流场作用下，砂岩样本的渗透率呈现出明显的非线性特性。随着渗透压力的增加，砂岩样本的渗透率呈现出指数级增加的趋势，并逐渐达到稳定状态。这表明渗流场可以导致砂岩的渗透性增加，进一步加剧砂岩的流变损伤。
在动应力场和渗流场耦合作用下，砂岩样本的流变损伤特性更为复杂。砂岩样本的弹性模量和抗剪强度随着动应力和渗透压力的增加而降低，同时渗透率也呈现出指数级增加的趋势。这表明砂岩在动应力场和渗流场的共同作用下，其流变损伤特性更为严重。
4.结论
通过试验研究发现，动应力场和渗流场的耦合作用对砂岩的流变损伤特性有着重要影响。在实际工程中，需要充分考虑地下水流和动应力场对砂岩的影响，以有效预测和控制砂岩流变损伤。本研究为地下工程的安全设计提供了理论依据，并为砂岩的力学行为和渗流特性提供了新的认识。
参考文献：
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关键词：动应力场；渗流场；砂岩；流变损伤特性；试验研究