在相同围压下,对饱和粉砂质泥岩分别进行常规三轴压缩试验、三轴压缩蠕变试验以及三轴压缩应力松弛试验.基于试验结果,比较3种力学试验得出的岩石试样轴向强度大小以及轴向峰值应变大小,并从岩石破裂机制方面解释岩石强度以及变形差异产生的原因.采用Burgers模型描述粉砂质泥岩的蠕变与应力松弛特性,依据模型参数辨识结果,比较常规力学试验得出的剪切模量G与Burgers蠕变模型和应力松弛模型得出的瞬时剪切模量G1大小关系,并比较Burgers蠕变模型与应力松弛模型对应参数值之间的大小关系.研究结果表明:(1)粉砂质泥岩试样的瞬时强度最大,蠕变长期强度其次,松弛长期强度最小.(2)常规力学试验中试样的轴向峰值应变最大,应力松弛试验中试样的轴向峰值应变其次,蠕变试验中试样的轴向峰值应变最小.(3)常规力学参数G值与Burgers蠕变模型和应力松弛模型参数G1值相差较大,分别是蠕变模型和应力松弛模型参数G1值的64.5,86.8倍.(4)对于G1,G2,η1,η2这4个参数,蠕变模型辨识得出的参数值均较应力松弛模型辨识得出的参数值大.2种模型的G1参数值大小接近,而其他3种参数G2,η1和η2,采用2种模型辨识得出的参数值差别较大,相差1～2个数量级,其中G2参数值相差最小,η1参数值相差最大.与剪切模量G1,G2参数值相比,2种模型的黏滞系数η1,η2参数值相差较大,表明η1,η2对岩石蠕变与应力松弛特性的影响较大.(5)粉砂质泥岩蠕变与应力松弛模型对应参数的比较结果,证明所得出的岩石蠕变与应力松弛模型参数的正确性,与线黏弹性材料不同,岩石的蠕变特性与应力松弛特性是不等同的,不能简单地由岩石的蠕变特性推导得出其应力松弛特性.
岩石力学 常规力学 蠕变 应力松弛 轴向强度 轴向峰值应变 Burgers模型参数