三向受力条件下淡水冰破坏准则研究
本文选题：冻结岩壁 + 淡水冰 ； 参考：《力学学报》2017年02期
【摘要】：为了更清楚地认识含冰冻结壁力学特性、解决复杂冰岩耦合问题以及给冰工程设计和数值仿真分析提供参数,有必要对冰在三向受力条件下的力学特性进行深入研究.以内蒙古自治区东胜煤田石拉乌素矿立井井筒建设为背景,参考现场水文地质资料在室内制作相似冰样,利用TDW-200低温冻土试验机,进行了4组温度和7组围压的人工淡水柱状冰三轴压缩强度试验,加载速率为0.5 mm/min,加载方向垂直于冰的晶轴方向.结果表明:在恒定温度条件下,柱状冰随围压增大塑性增强,而恒定围压条件下,柱状冰随温度降低脆性增强;在试验温度范围内,淡水柱状冰和多晶冰强度均随围压、温度升高而增大,但同条件下柱状冰强度高于多晶冰;采用D-A模型、Teardrop模型解释了高压下偏应力与围压之间的非线性关系,从不同角度对拟合得到的破坏准则综合考虑,认为D-A准则更适合用于描述淡水冰的破坏特征.研究结果可为后期同条件冰-岩耦合、数值模拟研究提供参考.
[Abstract]:In order to know more clearly the mechanical characteristics of frozen wall, to solve complex ice rock coupling problems and to provide parameters for ice engineering design and numerical simulation analysis, it is necessary to study the mechanical properties of ice under the condition of three direction force. With the construction of shaft of shinwu mine in Dongsheng coal field in the Inner Mongolia Autonomous Region as the background, it is necessary to refer to the present situation. The field hydrogeological data made the similar ice samples in the room. By using the TDW-200 cryo frozen soil test machine, the compression strength test of 4 groups of artificial fresh water column ice with 7 groups of temperature and confining pressure was carried out. The loading rate was 0.5 mm/min and the loading direction was perpendicular to the crystal axis of the ice. The results showed that the column ice increased with the confining pressure at constant temperature. Under the constant confining pressure, the column like ice and the ice strength increased with the confining pressure and the temperature in the experimental temperature range, but the column ice strength was higher than the polycrystalline ice under the same condition. The nonlinear relationship between the partial stress and the confining pressure was explained by the D-A model and the Teardrop model. It is considered that the D-A criterion is more suitable for describing the damage characteristics of fresh water ice from different angles. The results can be used as a reference for the study of the coupled ice rock coupling and numerical simulation in the later period.
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(41572270)
【分类号】：O34
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