岩石非线性阻尼滞后响应特性研究.pdf

第 31卷 增 1 岩石力学与工程学报 Vo1．31 Supp．1 2012年 5月 ChineseJournalofRockMechanicsAndEngineering May，2012 岩石非线性阻尼滞后响应特性研究 唐 杰，孙成禹，周家惠，郭 渊 (中国石油大学 地球资源与信息学院，山东 青岛 266555) 摘要：通过储层岩样的多重和多级循环加载试验，结合理论分析，研究岩石的非线性阻尼滞后特性。试验结果表 明：(1)卸载阶段，应变相位滞后于应力相位；而在加载阶段，应变相位可能超前、相等或滞后于应力相位。(2) 多级循环加载过程中，应力一应变曲线的外部循环双向弹性模量、内部小循环单向弹性模量以及动态弹性模量是 不同的，并表现出较强的非线性。(3)不同应力条件下，波形尤其是尾波波形会发生变化，为采用尾波干涉进行 波速检测提供基础。(4)多级循环加载下相同应力段的小循环具有较好的一致性，而阻尼效应的存在使小循环回 到大循环处存在跳跃，小循环应力加、卸载转换点不能很好地记忆。通过分析弛豫机制、黏性阻尼机制以及塑性 变形效应，并结合PM 模型，研究不同机制对于PM 空间密度分布的影响，表明理论分析能够给出与试验结果吻 合较好的结果，较好地解释了试验结果。岩石准静态循环加载条件下非线性阻尼滞后响应特性的研究对研究地震 波的动态响应特性和探索响应机制是有益的。 关键词：岩石力学；循环加载；滞后效应；离散记忆；黏性阻尼；PM模型 中圈分类号：Tu45 文IIt标识码：A 文章编号：1000—6915(2012)增1—2948—08 STUDY oFNoNLINEARDAM PING HYSTERESISRESPoNSE CHARACTER FoRRoCK SAM PLE TANGJie，SUN Chengyu，ZHOU Jiahui，GUOYuan (CollegeofGeo-ResourcesandInformation，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao，Shandong266555，China) Abstract：Themultipleandmulti—levelcyclicloadingtestsforusingthereservoirrocksamplesarecarriedout； andcombiningwiththeoryanalysis，thenonlineardampinghysteresischaracteristicsarestudied．Experimental resultsshowthat：(1)Athteunloadingstage，htestrainphaselagshtestressphase；nadathteloadingstage，the strainphaseresponsemaylag，beequaltoorbeaheadofthestressphase．(2)Undermulti—stagecyclicloading， exteriorlooptwo-wayelasticmodulus，interiorone—wayelasticmodulusanddynamicmodulusofsrtess—strain curvesaredifferent．(3)Underdifferentsrtessconditions，thewaveformespeciallyhtecodawaveformchanges， thatprovidesbaseofrtestinghtewavevelocitybycodewaveinterference．(4)Smallcyclesinbigcyclichave goodconsistencyatthesamesrtessleve1．Ashteexistenceofthestickydampingeffect， thestressconversion point