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Accès ouvert déclaré 2024 article

Mechanical behaviour and macro-micro failure mechanisms of frozen weakly cemented sandstone under different stress paths

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Significant unloading failure zones in artificial freezing shaft sinking projects in western China are primarily caused by stress release. To investigate the deformation and failure mechanisms of frozen weakly cemented sandstone (FWCS), three groups of triaxial unloading tests were conducted under different initial principal stresses (σ₃ = 3, 6, and 10 MPa) with an unloading rate of 0.05 MPa/s. Scanning electron microscopy (SEM) was employed to examine the micro-fracture characteristics of the failure surfaces. The results revealed that, compared to traditional triaxial and room-temperature triaxial compression tests , the strength and plastic deformation characteristics of FWCS are significantly weakened under unloading conditions. However, lateral deformation , particularly volumetric strain , increased markedly, exhibiting pronounced dilatancy characteristics, especially along stress path III (i.e., post-peak axial stress loading with confining pressure unloading). Unloading leads to a reduction in cohesion and an increase in the internal friction angle of FWCS, with the most significant changes observed along stress path IV (i.e., pre-peak constant axial displacement loading with confining pressure unloading). Macroscopic and microscopic analyses indicate that the failure mechanism of FWCS under complex unloading stress paths is driven by the rapid accumulation of energy caused by unloading, which results in the development and propagation of axial and circumferential cracks , widespread particle breakage , and the formation of inter-granular and trans-granular fractures, as well as shear scratches at the micro level , ultimately manifesting macroscopically as shear-tensile composite failure.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mechanical behaviour and macro-micro failure mechanisms of frozen weakly cemented sandstone under different stress paths
Date Crossref
01/10/2024
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Shandong University of Science and Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Shanghai Tunnel Engineering Rail Transit Design & Research Institute pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • College of Earth Science and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Ltd. Ji'nan Rail Transit Group Co. pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • College of Civil Engineering and Architecture pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Shandong University of Science and Technology, Shanghai Tunnel Engineering Rail Transit Design & Research Institute et College of Earth Science and Engineering, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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