单轴压缩下含表观裂纹盐岩力学特性试验研究*

王伟超　刘希亮　张五交　王　利

单轴压缩下含表观裂纹盐岩力学特性试验研究*

王伟超①刘希亮①张五交②王利①

( ①河南理工大学土木工程学院焦作454003)

( ②中国平煤神马集团许昌首山焦化有限责任公司许昌461700)

摘要利用RMT-150B岩石力学多功能系统，对不同形态的含表观裂纹盐岩的力学特性进行试验研究，分析了表观裂纹对盐岩的强度和变形性能影响以及盐岩表观裂纹扩展及其贯通模式。表观裂纹扩展演化主要分两类：一类是试件初始表观裂纹扩展形成主裂纹； 二类是试件初始表观裂纹闭合，而重新萌生微裂纹，聚集、扩展形成主裂纹，同时，附近伴随生长次生裂纹。表观裂纹盐岩的贯通模式主要表现为拉贯通和拉剪贯通，未呈现明显的压贯通等其他贯通模式； 受自身结构致密性影响，裂纹贯通路径呈现明显的曲折线。竖向贯通裂纹对盐岩变形模量影响较大，而倾斜裂纹对盐岩变形模量影响相对较小。

关键词盐岩岩石力学强度特性裂纹扩展

0引言

在国外(主要以美国、德国为主)，早在20世纪70～90年代，盐岩已成为能源战略地下储气(油)库的理想介质。由于盐岩溶腔气(油)库以及核废料地质处置库的建造，盐岩的力学特性已经进行过深入的研究(Liangetal.， 2011)。由于我国与国外的盐丘不同，近年来国内学者也进行了大量相关研究，主要集中在盐岩的强度与变形性能(刘江等， 2006； 李银平等， 2007； 王伟超等， 2014)、温度效应(吴刚等， 2014)、蠕变(徐月生等， 2012)、周期荷载下的疲劳变形(高红波等， 2011； 郭印同等， 2011； 马林建等， 2013)、数值模拟(王安明等， 2009)、相似模拟(张强勇等， 2009； 张桂民等， 2012； 姜德义等， 2012a)、声发射(acousticemission简称AE)特征(姜德义等， 2012b； 任松等， 2012)等方面的研究，然而，盐岩在水溶建腔和注采运行过程中，受荷载作用时不可避免会产生裂纹，裂纹盐岩在荷载作用下的损伤破裂研究则显的十分重要。

近些年，国内外科研工作者对裂隙岩体进行了大量研究，取得很多研究成果。王利等(2013)通过岩石AE序列来确定岩石尺度演化发展阶段，并通过岩石断裂尺度建立了适用于微裂纹演化阶段Ⅱ的损伤演化模型。许江等(2013)通过研究原生裂纹对煤岩剪切破坏宏细观演化规律的影响，发现水平表面原生裂纹使煤岩局部破坏模式复杂多样化，而垂直表面原生裂纹对煤岩破坏模式影响不明显。李林等(2011)利用细观分析技术对单轴压缩条件下的盐岩表面裂纹扩展及分布进行分析研究。裴建良等(2013)对单轴压缩大理岩进行声发射定位研究，分析了不同空间组合类型自然裂隙的空间动态演化过程。任利等(2013)通过分析单个线性裂纹在压缩载荷作用下的剪切断裂条件，明确了压缩状态下张破裂剪切断裂韧性的物理意义，及其求解办法。杨圣奇(2013)通过预制穿透裂隙，对断续三裂隙长方体砂岩试样进行单轴压缩试验，探讨了岩桥倾角对断续三裂隙砂岩强度破坏和裂纹扩展特征的影响。对岩石的损伤破坏过程的研究，取得很多科研成果。刘伟等(2013)从细观和宏观两个方面对盐岩地下储库界面的变形与破损特性进行研究，建立了基于复合岩体理论的层状盐岩交接界面的应力表达式，分析认为硬夹层对盐岩具有约束锚固作用，且层状交界面处易产生应力集中，诱发储库围岩裂纹扩展。周喻等(2013)以颗粒流理论和PFC程序为平台，根据矩张量理论建立细观尺度上岩石声发射模拟方法，模拟了岩石破裂过程中的声发射特性。姜永东等(2010)通过试验分析了岩石应力-应变全过程的声发射阶段特征，并根据损伤三维定位的试验结果，分析认为岩石损伤的发展具有分形特征和统计自相似性，损伤演化具有分叉和混沌特征。

综上所述，过去的研究关于脆性岩石破裂裂纹扩展演化的研究成果较多，而有关盐岩表观裂纹损伤扩展演化机理及贯通模式的研究鲜见报道。然而，盐岩储库在水溶建腔期间，受到水溶和荷载作用，腔体盐岩围岩层受到水平的卸荷作用和竖向应力作用，应力的变化使盐岩层不可避免产生微裂纹和裂隙，因此，研究盐岩表观裂纹在荷载作用下扩展、演化机理及贯通模式具有十分重要意义。

本文通过对喜马拉雅山含表观裂纹盐岩进行单轴压缩试验，研究了不同特征表观裂纹对盐岩强度、变形的影响，以及表观裂纹损伤扩展演化机理，以期为盐岩溶腔气(油)储库设计及安全稳定运营提供参考和借鉴。

1试验条件及方法

1.1岩样制备

本试验目的在于研究不同形态裂纹对盐岩的单轴压缩强度、变形的影响，探究裂纹损伤扩展演化及其贯通模式。此次试验在河南理工大学能源学院RMT-150B岩石力学试验机上进行，开展试验同时用高清数码摄像记录试验过程，所有试验均在室温条件下进行，试验装置如图1 所示。

图1　试验装置Fig. 1　Test equipment

本文试验所用盐岩为喜马拉雅山盐岩，结构比较致密、纯度比较高，其中可溶物主要为NaCl含量为95%以上，盐岩试件加工成长方体，尺寸为50mm×50mm×100mm。由于盐岩属软岩，并且易溶解于水，因此，盐岩试样通过干式锯磨法进行标准试样的切割，试样加工均严格按照试验规范进行。根据岩样内部自然裂隙空间几何分布组合方式，在统计意义上将自然裂隙大致分为单一型、平行型、交叉型和混合型等4种基本类型(裴建良等， 2013)，本文选取的典型含裂纹盐岩岩样具体尺寸(表1)，表1中：β为裂纹倾角，即裂纹与水平面的夹角；η为连通率，即裂纹形成裂隙面在沿该裂隙面扩展的破坏面上所占的比例。裂纹具体形态(图2)，图2 中序号1、2、3代表初始表观裂纹。需要指出的是，为表观裂纹对盐岩强度和变形的影响，另取两块无任何表观裂纹的完整纯盐岩，分别为BJ1-3和BJ1-4； 为研究夹层对裂纹扩展的影响，本试验特别选取一组含夹层盐岩，夹层的主要成分为石膏及泥岩，呈灰褐色(图2e、图2f)。

表1　表观裂纹形态特征及单轴压缩下裂纹盐岩力学参数

Table1　Morphological characteristics of discontinuous fissures and mechanical parameters

of salt rock with discontinuous fissures under uniaxial compression

编号尺寸/mmβ/(°)η/%σc/MPaεc/10-2Es/GPaE50/GPa裂纹类型代码Bjlx1-151.80×51.00×98.6276.899.533.844.661.801.54单一型ABjlx1-249.42×51.78×98.0489.892.838.116.042.771.52交叉型BBjlx2-150.40×49.40×98.0039.498.328.523.942.871.95单一型CBjlx2-250.90×51.90×99.0849.697.235.155.233.202.24单一型DBjlx3-150.30×49.80×99.8256.572.228.453.323.792.99单一型EBjlx3-250.40×50.12×99.6247.263.532.454.083.852.58单一型FBjlx4-149.82×49.50×97.8052.891.233.795.132.841.78单一型GBjlx4-251.36×50.90×99.6078.697.126.123.103.292.05单一型HBj1-450.80×49.92×98.600037.365.073.932.05无IBj1-350.40×50.80×99.700036.035.312.541.87无

图2　含表观裂纹盐岩岩样Fig. 2　Salt rock specimens with discontinuous fissuresa.试件Bjlx1-1； b.试件Bjlx1-2； c.试件Bjlx2-1； d.试件Bjlx2-2； e.试件Bjlx3-1； f.试件Bjlx3-2； g.试件Bjlx4-1； h.试件Bjlx4-2

图3　不同表观裂纹试件应力应变曲线Fig. 3　Stress-train curve of specimens with discontinuous fissuresa.竖向贯通表观裂纹试件应力应变曲线图； b.小倾角表观裂纹试件应力应变曲线图； c.含夹层表观裂纹试件应力应变曲线图； d.大倾　　　　　　　角表观裂纹试件应力应变曲线图

1.2加载条件

本次单轴压缩试验的试验系统的最大荷载为1000kN，垂直向50mm行程传感器测试件垂直变形，两个水平向2.5mm位移传感器测试件横向变形。由于盐岩属软岩，为更好的观察裂纹扩展形态，本试验采用位移控制，加载速率为0.01mm·s-1，在试验出现峰值后停止加载。整个试验过程中，同记录试验岩样的轴向荷载、轴向位移和径向变形。

2试验结果与分析

2.1表观裂纹对盐岩的强度和变形的影响

单轴压缩条件下含不同表观裂纹盐岩轴向应力-应变曲线(图3)。为能更好的与完整纯盐岩试件的强度和变形特征进行对比，本文选取具有代表性的BJ1-4试件，其应力-应变曲线(图3)。由图3 可知，单轴压缩条件下表观裂纹的倾角、连通率、裂纹长度对盐岩的强度和变形特征有较明显的影响。

从图3 可以看出，表观裂纹盐岩的损伤破裂规律与完整纯盐岩试件的损伤破裂规律基本一致，但是峰值应力、峰值应变等量值整体呈降低趋势。在轴向荷载作用下，含表观裂纹盐岩的损伤破裂过程也经历4个阶段：初始微损伤闭合阶段，试件内部的细小孔洞和微裂纹被压密实，此阶段经历时间很短，由于应力应变呈非线性变化，盐岩试件的刚度逐渐增加，曲线呈上凹形。弹性变形阶段，此阶段应力-应变呈线性增长，微裂纹开始随机萌生。弹塑性变形阶段，微裂纹扩展，随着荷载的增加，内部微裂纹逐步聚集。破坏阶段，裂纹损伤继续演化，表观裂纹发展为宏观裂纹，进入不稳定扩展破坏阶段。

图4　不同特征裂纹对盐岩强度和变形参数影响Fig.4　Different discontinuous fissures affecting the parameters of the deformation and strength of salt rocka. 不同特征裂纹对盐岩单轴抗压强度影响； b. 不同特征裂纹对盐岩弹性模量影响； c. 不同特征裂纹对盐岩变形模量影响

图5　不同表观裂纹盐岩的裂纹贯通模式Fig.5　Transfixion mode of salt rock with discontinuous fissuresa.试件Bjlx1-1； b.试件Bjlx1-2； c.试件Bjlx2-1； d.试件Bjlx2-2； e.试件Bjlx3-1； f.试件Bjlx3-2； g.试件Bjlx4-1； h.试件Bjlx4-2

依据表1和图3、图4 可分析不同表观裂纹对盐岩峰值强度、峰值应变、弹性模量和变形模量的影响，总体来说，含表观裂纹盐岩试件的物理力学参数低于完整盐岩试件，具体降低幅度与裂纹的形态密切相关。除此之外，表观裂纹盐岩强度范围为26.12～35.15MPa，降低幅度为5.92%～30.08%。由图3c和图4a可以看出，裂纹长度越长，强度降低越明显； 夹层对盐岩的强度影响不明显。从弹性模量和变形模量来分析，相比完整纯盐岩的弹性模量，裂纹盐岩的弹性模量总体呈现下降趋势，降低幅度为2.04%～54.2%。从图4b可以看出，由于夹层和裂纹未贯通的双重作用，含夹层盐岩的弹性模量降低量最小； 而盐岩试件Bjlx1-1裂纹基本完全贯通，因此，其降低值最多。从图4c可以看出，含夹层盐岩比完整纯盐岩的变形模量明显增加，说明受夹层作用，盐岩变形模量有所提高； 而竖向贯通裂纹盐岩变形模量有较大降低，其他裂纹盐岩变形模量总体变化不大，说明竖向贯通裂纹对盐岩变形模量影响较大，而倾斜裂纹对盐岩变形模量影响较小。

2.2盐岩表观裂纹扩展及其贯通模式分析

岩石类材料损伤破裂过程中形成裂纹类型主要有4种：拉伸裂纹、剪切裂纹、压缩裂纹和次生裂纹(杨圣奇， 2013)。本文盐岩试件的破坏裂纹(图5)，主要有拉伸、剪切和次生裂纹。裂纹盐岩损伤破裂过程中，裂纹扩展演化主要分两类：类型一是试件初始表观裂纹扩展形成主裂纹，比如，试件Bjlx1-1、Bjlx1-2、Bjlx2-2、Bjlx3-1、Bjlx4-2； 类型二是试件初始表观裂纹闭合，而重新萌生微裂纹，聚集、扩展形成主裂纹，比如，Bjlx2-1、Bjlx3-2、Bjlx4-1。前者是在加载初期，试件受荷载作用，萌生微裂纹，盐岩裂纹形成主要以晶粒错动为主，荷载继续增加，由于初始表观裂纹1处较为薄弱，受到拉伸或剪切或拉剪共同作用，初始裂纹1逐步沿应力最大方向的沿晶界面随机扩展，形成以拉剪裂纹为主的主裂纹，以及a、b等张拉裂纹，同时，附近伴随生长次生裂纹。后者是在加载初期，在荷载作用下，原始表观裂纹1主要受压力作用，逐渐闭合，而随着荷载逐渐加大，盐岩新萌生裂纹a、b、c、d等，它们的形成也主要以晶粒错动为主，随着荷载继续增加，新生裂纹逐渐聚集，受到拉伸或剪切或拉剪共同作用，新生裂纹逐步沿应力最大方向的沿晶界面随机扩展，形成以拉剪裂纹为主的主裂纹，同时，附近伴随生长次生裂纹。

岩石类试件裂纹贯通模式主要呈现4种模式：拉贯通、剪贯通、压贯通及混合贯通(拉剪、拉压和拉剪压)(杨圣奇， 2013)。表观裂纹盐岩的贯通模式主要表现为拉贯通和拉剪贯通，未呈现明显的压贯通等其他贯通模式。当初始表观裂纹倾角较大，接近竖直时，岩样最终呈现为拉贯通模式，如试件1-1、1-2，初始表观裂纹受拉应力作用从试件中心张拉开，沿轴向曲折向两端扩展，而倾斜的初始裂纹逐渐被压密，并未扩展开裂，在接近峰值应力前的塑性变形阶段，试件中上部出现次生拉裂纹，最终表现为拉贯通破坏。其他几个岩样都最终呈现为拉剪贯通模式，裂纹在剪应力作用下，逐渐聚集形成剪裂纹，在峰值应力前，沿试件轴向伴随生成拉伸裂纹及次生裂纹，最后形成拉剪贯通破坏。不论何种贯通模式，裂纹扩展贯通路径都呈现曲折的特点，破坏后观察断面发现，断面皆为细小盐岩晶粒，说明沉积结晶而形成的盐岩，虽然宏观上结构致密均匀，但细观上由于大小晶粒不同，黏聚力较弱，非均质性明显，晶粒边界会引起局部的应力集中，从而形成曲折的裂纹扩展路径。

3结论

(1)裂纹盐岩损伤破裂过程中，裂纹扩展演化主要分两类：类型一是试件初始表观裂纹扩展形成主裂纹； 类型二是试件初始表观裂纹闭合，而重新萌生微裂纹，聚集、扩展形成主裂纹； 同时，附近伴随生长次生裂纹。

(2)由于受夹层作用，盐岩抗变形能力有所提高。竖向贯通裂纹对盐岩变形模量影响较大，而倾斜裂纹对盐岩变形模量影响较小。由于夹层和裂纹未贯通的双重作用，含夹层盐岩的弹性模量降低量最小，裂纹基本完全贯通盐岩试件，其弹性模量降低值最多。

(3)表观裂纹盐岩的贯通模式主要表现为拉贯通和拉剪贯通，未呈现明显的压贯通等其他贯通模式； 受自身结构致密性影响，裂纹贯通路径呈现明显的曲折线。

(4)含表观裂纹盐岩的损伤破裂规律与完整纯盐岩试件的损伤破裂规律基本一致，损伤破裂过程经历4个阶段：初始微损伤闭合阶段、弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、破坏阶段。但是，峰值应力、峰值应变、初始损伤临界值、损伤演化临界值等量值整体呈减低趋势。

以上研究结论是对于含表观裂纹盐岩力学性能的进一步探索，对盐岩储库设计、建设和安全运行提供参考和借鉴。需要说明的是由于表观裂纹盐岩试件试验量和一致性的局限，相关研究结论仍然需要基于单轴压缩下大量不同表观裂纹盐岩试验结果来进行佐证，这方面的现有研究方法和成果较少，仍有待以后做深入研究。

参考文献

GaoHB，LiangWG，XuSG，etal. 2011.Studyofmechanicalbehaviorresponseofsaltrockundercyclicloading[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，30(S1)： 2617～2623．

GuoYT，ZhaoKL，SunGH，etal. 2011.Experimentalstudyoffatiguedeformationanddamagecharacteristicsofsaltrockundercyclicloading[J].RockandSoilMechanics，32(5)： 1353～1359．

JiangDY，ChenJ，RenS. 2012.Experimentalstudyofstrainrateeffectandacousticemissioncharacteristicsofsaltrockunderuniaxialcompression[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，32(2)： 326～336．

JiangDY，QiuHF，YiL. 2012.Similarexperimentalstudyofcavitybuildingusinglarge-sizemoldedsaltrock[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，31(9)： 1746～1755．

JiangYD，XianXF，YinGZ，etal. 2010.Acousticemission，fractalandchaoscharactersinrockstress-strainprocedure[J].RockandSoilMechanics，31(8)： 2413～2418．

LiL，ChenJ，JiangDY. 2011.Analysisofsurfacecrackgrowthinlayeredsaltrockunderuniaxialcompression[J].RockandSoilMechanics，32(5)： 1394～1398．

LiYP，JiangWD，LiuJ，etal. 2007.DirectsheartestsforlayeredsaltrocksofYunyingsaltmineinHubeiprovince[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，26(9)： 1767～1772．

LiangWG，ZhaoYS，XuSG，etal. 2011.Effectofstrainrateonthemechanicalpropertiesofsaltrock[J].InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences，48(1)： 161～167．

LiuJ，YangCH，WuW，etal. 2006.Experimentstudyonshort-termstrengthanddeformationpropertiesofrocksalts[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering， 25(S1)： 3104～3109.

LiuW，LiYP，HuoYS，etal. 2013.Analysisofdeformationandfracturecharacteristicsofwallrockinterfaceofundergroundstoragecavernsinsaltrockformation[J].RockandSoilMechanics，34(6)： 1621～1628．

MaLJ，LiuXY，XuHF，etal. 2013.Deformationandstrengthpropertiesofrocksaltsubjectedtotriaxialcompressionwithcyclicloading[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，32(4)： 849～856．

PeiJL，LiuJF，ZuoJP，etal. 2013.Investigationondynamicevolutionprocessofnaturalfracturesbasedonacousticemissionposition[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，32(4)： 696～704．

RenL，XieHP，XieLZ，etal. 2013.Preliminarystudyonstrengthofcrackedrockspecimenbasedonfracturemechanics[J].EngineeringMechanics，30(2)： 156～162．

RenS，BaiYM，JiangDY，etal. 2012.Experimentalresearchonacousticemissionpropertyofsaltrockundercyclicloading[J].RockandSoilMechanics，33(6)： 1613-1618， 1639．

WangAM，YangCH，HuangC，etal. 2009.Numericalexperimentstudyofdeformationandmechanicalpropertiesoflayeredsaltrock[J].RockandSoilMechanics，30(7)： 2173～2178．

WangL，MaoYC，YeJS，etal. 2013.Modelsformicrocracksextensionanddamageevolutionbasedonnumberseriesofmicrodefectsnucleation[J].EngineeringMechanics，30(8)： 278～286．

WangWC，ZhangWJ，LiuXL，etal. 2014.AcousticemissiontimingfeaturesofsaltrockunderBraziliansplitting[J].Science&TechnologyReview，32(25)： 50～56.

WuG，ZhaiST，SunH，etal. 2014.Experimentalstudyofacousticemissionofsaltrockunderhightemperature[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，33(6)： 1203～1211．

XuJ，ChengLC，TanHY，etal. 2013.Effectsoforiginalcracksonmacro-mesoevolutionlawofcoalshearfailure[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，32(1)： 33～40.

XuYS，ChenJZ，WangYZ. 2012.Researchonmechanicspropertiesandcreepmechanismoflayeredsaltrock[J].ScienceandTechnologyInnovationHerald，28(28)： 25～28．

YangSQ. 2013.Studyofstrengthfailureandcrackcoalescencebehaviorofsandstonecontainingthreepre-existingfissures[J].RockandSoilMechanics，34(1)： 31～39．

ZhangGM，LiYP，YangCL. 2012.Physicalsimulationofdeformationandfailuremechanismofsoftandhardinterbeddedsaltrocks[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，31(9)： 1813～1820．

ZhangQY，LiuDJ，JiaC，etal. 2009.Developmentofgeomechanicalmodelsimilitudematerialforsaltrockoil-gasstoragemedium[J].RockandSoilMechanics，30(12)： 3581～3586．

ZhouY，WuSC，XuXL，etal. 2013.Particleflowanalysisofacousticemissioncharacteristicsduringrockfailureprocess[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering，32(5)： 951～959．

高红波，梁卫国，徐素国，等. 2011. 循环载荷作用下盐岩力学特性响应研究[J]. 岩石力学与工程学报，30(增1)： 2617～2623．

郭印同，赵克烈，孙冠华，等. 2011. 周期荷载下盐岩的疲劳变形及损伤特性研究[J]. 岩土力学，32(5)： 1353～1359．

姜德义，陈结，任松，等. 2012a. 盐岩单轴应变率效应与声发射特征试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，31(2)： 326～336．

姜德义，邱华富，易亮，等. 2012b. 大尺寸型盐造腔相似试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，31(9)： 1746～1755．

姜永东，鲜学福，尹光志，等. 2010. 岩石应力应变全过程的声发射及分形与混沌特征[J]. 岩土力学，31(8)： 2413～2418．

李林，陈结，姜德义，等. 2011. 单轴条件下层状盐岩的表面裂纹扩展分析[J]. 岩土力学，32(5)： 1394～1398．

李银平，蒋卫东，刘江，等. 2007. 湖北云应盐矿深部层状盐岩直剪试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，26(9)： 1767～1772．

刘江，杨春和，吴文，等. 2006. 盐岩短期强度和变形特性试验研究[J]. 岩石力学与工程学报， 25(增1)： 3104～3109．

刘伟，李银平，霍永胜，等. 2013. 盐岩地下储库围岩界面变形与破损特性分析[J]. 岩土力学，34(6)： 1621～1628．

马林建，刘新宇，许宏发，等. 2013. 循环荷载作用下盐岩三轴变形和强度特性试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，32(4)： 849～856．

裴建良，刘建锋，左建平，等. 2013. 基于声发射定位的自然裂隙动态演化过程研究[J]. 岩石力学与工程学报，32(4)： 696～704．

任利，谢和平，谢凌志，等. 2013. 基于断裂力学的裂隙岩体强度分析初探[J]. 工程力学，30(2)： 156～162．

任松，白月明，姜德义，等. 2012. 周期荷载作用下盐岩声发射特征试验研究[J]. 岩土力学，33(6)： 1613-1618， 1639．

王安明，杨春和，黄诚，等. 2009. 层状盐岩力学和变形特性数值试验研究[J]. 岩土力学，30(7)： 2173～2178．

王利，毛原春，叶金生，等. 2013. 基于微缺陷成核序列的岩石微裂纹生长和损伤演化模型[J]. 工程力学，30(8)： 278～286．

王伟超，张五交，刘希亮，等. 2014. 盐岩巴西劈裂破坏声发射时序特征[J]. 科技导报，32(25)： 50～56．

吴刚，翟松韬，孙红，等. 2014. 高温下盐岩的声发射特性试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，33(6)： 1203～1211．

许江，程立朝，谭皓月，等. 2013. 原生裂纹对煤岩剪切破坏宏细观演化规律的影响研究[J]. 岩石力学与工程学报，32(1)： 33～40．

徐月生，陈建忠，王永志. 2012. 层状盐岩力学特性与蠕变机理研究[J]. 科技创新导报，28(28)： 25～28．

杨圣奇. 2013. 断续三裂隙砂岩强度破坏和裂纹扩展特征研究[J]. 岩土力学，34(1)： 31～39.

张桂民，李银平，杨长来，等. 2012. 软硬互层盐岩变形破损物理模拟试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，31(9)： 1813～1820．

张强勇，刘德军，贾超，等. 2009. 盐岩油气储库介质地质力学模型相似材料的研制[J]. 岩土力学，30(12)： 3581～3586．

周喻，吴顺川，许学良，等. 2013. 岩石破裂过程中声发射特性的颗粒流分析[J]. 岩石力学与工程学报，32(5)： 951～959．

MECHANICALBEHAVIOROFSALTROCKWITHDISCONTINUOUSFISSURESWITHUNIAXIALCOMPRESSIONTEST

WANGWeichao①LIUXiliang①ZHANGWujiao②WANGLi①

( ①School of Civil Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454003)

( ②China Pingmei Shenma Group Xuchang Shoushan Coking Co．，Ltd．，Xuchang 461700)

AbstractThis paper examines the mechanical behavior of salt rock containing fissure. The uniaxial compressive tests are carried out with a servo-controlled test machine RMT-150B.The effect of discontinuous fissures on strength and deformation of salt rock are analyzed. The discontinuous fissures coalescence the behavior of salt rock and its transfixion mode. The discontinuous fissure extension evolution is mainly divided into two types. The main fissures extended from the initial discontinuous fissures of salt rock specimens are the first type. The second type is that the initial discontinuous fissures of specimens are closed and then new micro-fissures are initiated from other place. They are gathered together and formed the main fissures. At the same time, the secondary fissures grow tardily. The tensile transfixion mode and tension-shear transfixion mode are the main transfixion models for salt rock containing discontinuous fissures. Influenced by their own structure compactness, the paths of fissures coalescence presents obvious zigzag line. Effect of vertical transfixion fissures on deformation modulus of salt rock is larger than that of inclined crack．

Key wordsSalt rock， Rock mechanics， Strength behavior， Fissure coalescence

DOI:10.13544/j.cnki.jeg.2016.02.011

* 收稿日期：2015-04-13; 收到修改稿日期： 2015-09-15.

基金项目：河南省高等学校重点科研项目(15A410004)， 河南省高校基本科研业务费专项资金资助项目(NSFRF140145)， 河南省高校深部矿井建设重点学科开放实验室开放基金资助项目(2014KF-06)资助.

第一作者简介：王伟超(1979-)，男，博士生，讲师，专业为矿业工程. Email： wang20002@hpu.edu.cn

中图分类号：TU45

文献标识码：A