砂岩循环加卸载过程能量的演化与损伤特性 论文

为了更好地理解岩石在加卸载过程中的能量演化与损伤特性，进行了多项实验研究。这些实验包括在不同围压下对砂岩进行循环加卸载力学特性的测试。研究基于能量平衡理论，详细分析了砂岩在不同围压下的能量密度转化规律，进而定义了损伤变量，并建立了基于耗散能的损伤模型。

实验结果显示，在压密阶段和弹性变形阶段，能量消耗主要用于原生微裂隙的压闭合，而在加载过程中，输入能量大部分转化为弹性应变能。随着围压的增加，砂岩的弹性储能极限也随之增大。在高应力水平下的屈服阶段，耗散能密度的增加速度逐渐加快，但在峰值应力之前，能量主要仍然以弹性能储存为主。然而，在峰后阶段，能量转化的主导方式发生变化，以耗散能为主，弹性应变能密度急剧下降，耗散能密度则大幅增加。

针对这些现象，累积损伤的规律也得到了验证。在应力屈服点之前，各循环阶段的损伤相对较小，且累积损伤随着循环次数呈线性增大；而在应力屈服点之后，随着岩石内部新生裂纹的萌生和扩展，耗散能量显著增加，绝对损伤和累积损伤也随之显著增大。

对于想要深入了解这一过程的读者，可以参考相关的研究文献，如《加载速率和初始损伤对砂岩能量演化影响的试验研究》【链接】和《砂岩蠕变损伤模型特性》【链接】。这些资料提供了更详细的实验数据和模型分析，帮助读者更全面地理解砂岩在不同围压条件下的能量演化机制。