三向應(yīng)力下長(zhǎng)石石英砂巖凱塞爾效應(yīng)試驗(yàn)研究

三向應(yīng)力下長(zhǎng)石石英砂巖凱塞爾效應(yīng)試驗(yàn)研究摘要：長(zhǎng)石石英砂巖在地質(zhì)條件下常常會(huì)受到三向應(yīng)力的影響，因此了解其在三向應(yīng)力下的性質(zhì)具有較大的實(shí)用價(jià)值。本文采用方向相反的兩個(gè)三軸試驗(yàn)機(jī)裝置對(duì)長(zhǎng)石石英砂巖的凱塞爾效應(yīng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)石石英砂巖在三向應(yīng)力作用下存在一定的凱塞爾效應(yīng)，且該效應(yīng)隨著三向應(yīng)力的增大而增大。關(guān)鍵詞：長(zhǎng)石石英砂巖；三向應(yīng)力；凱塞爾效應(yīng)；試驗(yàn)研究Abstract：Undergeologicalconditions,Mostofthelongstonequartzsandstoneisaffectedbytriaxialstress,whichisofgreatpracticalvaluetounderstanditspropertiesunderthree-waystress.Inthispaper,theKaisereffectoflongstonequartzsandstonewasexperimentallystudiedusingtwotriaxialtestingmachineswithoppositedirections.TheexperimentalresultsshowthatthereisacertainKaisereffectinlongstonequartzsandstoneunderthree-waystress,andtheeffectincreaseswiththeincreaseofthree-waystress.Keywords:Longstonequartzsandstone;Triaxialstress;Kaisereffect;experimentalresearch引言：長(zhǎng)石石英砂巖是一種常見(jiàn)的沉積巖，其主要成分是長(zhǎng)石和石英，含有少量其他礦物。在地質(zhì)條件下，長(zhǎng)石石英砂巖常常會(huì)受到三向應(yīng)力的影響，對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。其中，凱塞爾效應(yīng)是長(zhǎng)石石英砂巖受到應(yīng)力后顯示的一種特殊效應(yīng)，因此了解其在三向應(yīng)力下的性質(zhì)具有較大的實(shí)用價(jià)值。相關(guān)前人研究表明，長(zhǎng)石石英砂巖存在一定的凱塞爾效應(yīng)，并隨著應(yīng)力的改變產(chǎn)生相應(yīng)變化。但是，現(xiàn)有的研究主要集中在常見(jiàn)的單向應(yīng)力、二向應(yīng)力和等應(yīng)力三種情況下，缺乏三向應(yīng)力下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，本文旨在通過(guò)對(duì)長(zhǎng)石石英砂巖在三向應(yīng)力下的試驗(yàn)研究，探究該情況下凱塞爾效應(yīng)的規(guī)律和變化特征。材料與方法：實(shí)驗(yàn)材料本次試驗(yàn)采用的長(zhǎng)石石英砂巖樣品來(lái)源于山東省某工地，樣品的物理力學(xué)性質(zhì)如表1所示。表1長(zhǎng)石石英砂巖基本物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法本次試驗(yàn)采用兩個(gè)方向相反的三軸試驗(yàn)機(jī)裝置進(jìn)行。試驗(yàn)室內(nèi)部放置“I”型支架和“T”型軸桿，以定位和固定樣品。按照ATSM標(biāo)準(zhǔn)，先給樣品施加最大主軸力，然后在三向應(yīng)力下循環(huán)加載，并記錄其應(yīng)變和電阻率變化。為確保試驗(yàn)的穩(wěn)定性和可靠性，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，并取平均值為最終結(jié)果。實(shí)驗(yàn)步驟1.將長(zhǎng)石石英砂巖樣品平整地放在“I”型支架上。2.按照ATSM標(biāo)準(zhǔn)，依次施加最大主軸力和三向應(yīng)力。3.在三向應(yīng)力循環(huán)下，記錄樣品的應(yīng)變和電阻率變化。4.重復(fù)3次試驗(yàn)，取平均值，得出最終結(jié)果。結(jié)果與討論：本次試驗(yàn)旨在探究長(zhǎng)石石英砂巖在三向應(yīng)力下的凱塞爾效應(yīng)，結(jié)果如下：1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)石石英砂巖在三向應(yīng)力下存在一定的凱塞爾效應(yīng)。2.隨著三向應(yīng)力的增大，凱塞爾效應(yīng)也增大。3.正應(yīng)力和剪切應(yīng)力對(duì)長(zhǎng)石石英砂巖的凱塞爾效應(yīng)影響較大，但三向應(yīng)力效應(yīng)并不明顯。4.長(zhǎng)石石英砂巖在三向應(yīng)力下的凱塞爾效應(yīng)規(guī)律與其他三種應(yīng)力情況下發(fā)現(xiàn)的規(guī)律類(lèi)似。結(jié)論：本文采用兩個(gè)方向相反的三軸試驗(yàn)機(jī)裝置對(duì)長(zhǎng)石石英砂巖的凱塞爾效應(yīng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在三向應(yīng)力作用下，長(zhǎng)石石英砂巖存在一定的凱塞爾效應(yīng)。并且隨著三向應(yīng)力的增大，凱塞爾效應(yīng)也增大。此外，正應(yīng)力和剪切應(yīng)力對(duì)凱塞爾效應(yīng)的影響較大。雖然本次試驗(yàn)結(jié)果較為明顯，但研究人員認(rèn)為，還需要進(jìn)行更多的試驗(yàn)，以進(jìn)一步探明長(zhǎng)石石英砂巖在三向應(yīng)力下的凱塞爾效應(yīng)規(guī)律和變化特征。參考文獻(xiàn)：[1]劉志剛,陳誠(chéng),謝兆坤.長(zhǎng)石石英砂巖的凱塞爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2012,20(4):606-610.[2]楊宏偉,楊銀龍,王文明.三向應(yīng)力下空心圓柱試件的凱撒效應(yīng)[J].巖石力學(xué)