平台巴西劈裂试验确定岩石抗拉强度的理论分析

发布时间：2017-06-14 06:11

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【摘要】：为了完善平台巴西劈裂试验测定岩石抗拉强度的理论基础,基于二维弹性理论,建立对弦载荷下的平台巴西劈裂力学模型,采用应力场叠加法求得圆盘内的应力近似解析解。该应力理论解与有限元数值解一致,证明理论求解的合理性。在此基础上,对比研究了平台加载角对圆盘内应力大小及应力集中程度的影响,其结果表明:平台加载角越大,圆盘加载处的应力集中程度和压拉应力比都急剧降低,而圆盘内的拉应力值和拉伸区却只有一定程度减小;过大或过小的平台加载角都不利于平台巴西试样发生中心拉伸劈裂破坏,其最优平台加载角在20°~30°之间。最后,依据Griffith强度破坏准则,推得岩石抗拉强度的理论计算公式,其结果与已有抗拉强度经验公式及试验所得抗拉强度相符较好。
【作者单位】： 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;中国矿业大学力学与建筑工程学院;
【关键词】： 平台巴西劈裂试验 应力解析解 最优加载角 抗拉强度
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2014CB046905) 国家自然科学基金项目(No.51274191,No.51204159) 教育部博士点基金(No.20130095110018)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言由于岩石属于典型脆性材料,故采用直接拉伸试验来确定其抗拉强度极为困难。因而,巴西圆盘劈裂试验被作为测定岩石抗拉强度的间接方法[1],其经典力学简化模型如图1(a)所示。但该方法需对试样施加对径压缩载荷,这使得加载线附近由于强烈应力集中而发生压破坏,违背了巴西劈

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本文编号：448715