强度准则对不同岩性破坏强度的适用性研究

发布时间：2022-02-05 07:45

　　对煤岩、砂岩、大理岩和花岗岩的常规三轴试验结果进行分析,以整体平方根误差最小为原则拟合确定了4种强度准则参数,比较各准则对不同岩性的整体拟合效果以及抗压强度预测值与试验值之间的差异。获得以下主要结论:从整体拟合效果考虑,直线型Mohr-Coulomb准则拟合效果最差,非线性的Bieniawski准则和指数强度准则对不同岩性强度的拟合效果具有明显优势;Mohr-Coulomb准则都高估了不同岩性的单轴抗压强度,且对煤岩和砂岩的高估程度达到50%左右,预测结果严重失真,因而不建议采用Mohr-Coulomb准则预测岩石的单轴抗压强度。不同岩性在脆性破坏阶段的非线性特性相差很大,煤岩和砂岩的非线性特性较花岗岩和大理岩的非线性特征显著,在脆性破坏阶段,直线型Mohr-Coulomb准则有低围压低估而高围压高估的特性,Bieniawski准则和指数强度准则预测结果与大量试验数据点相吻合,预测效果最佳;围压影响系数随围压增加整体呈现减小趋势,在低围压范围减小较快,随着围压升高围压影响系数逐渐趋于定值,软岩受围岩影响强度的提高较硬岩显著。 

【文章来源】：矿冶. 2020,29(05)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同岩性强度试验值与强度准则拟合曲线

利用煤岩、砂岩、大理岩和花岗岩的试验数据，按照公式（7）计算出围压影响系数，并将围压影响系数随围压的变化关系绘于图2。图2可见，不同岩性随着围压的增加，围压影响系数整体呈现减小趋势，在低围压范围内，围压影响系数减小较快，随着围压升高围压影响系数逐渐趋于定值，这表明不同围压下的岩石强度，在低围压范围，围压对强度的提高效应显著，而随着围压增加，围压对强度的提高效应逐渐减缓并趋于定值。比较四种岩性围压影响系数的变化规律可见，煤岩和砂岩在低围压范围的围压影响系数递减梯度大，而大理岩和花岗岩的围压影响系数递减梯度较小，特别是大理岩在围压变化过程中，围压影响系数基本不发生变化，这表明软岩受围岩影响的强度提高较硬岩显著，且软岩单位围压的强度提高率变化较大，而硬岩单位围压强度提高率变化较小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石指数型强度准则在主应力空间的特征[J]. 尤明庆.  岩石力学与工程学报. 2009(08)
[2]深部岩体强度准则[J]. 周小平,钱七虎,杨海清.  岩石力学与工程学报. 2008(01)
[3]煤样三轴压缩下变形和强度分析[J]. 苏承东,翟新献,李永明,李仕明,刘中云.  岩石力学与工程学报. 2006(S1)
[4]强度理论百年总结[J]. 俞茂宏,彭一江.  力学进展. 2004(04)
[5]高应力状态下岩石非线性统一强度理论[J]. 昝月稳,俞茂宏,赵坚,吉嶺充俊.  岩石力学与工程学报. 2004(13)
[6]20世纪岩石强度理论的发展——纪念Mohr-Coulomb强度理论100周年[J]. 俞茂宏,昝月稳,范文,赵坚,董正筑.  岩石力学与工程学报. 2000(05)
[7]关于破坏准则和屈服函数的总结[J]. 沈珠江.  岩土工程学报. 1995(01)

博士论文
[1]高应力下岩石卸荷及其流变特性研究[D]. 朱杰兵.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[2]高应力下花岗岩力学特性试验及本构模型研究[D]. 胡云华.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008

硕士论文
[1]含孔道大理岩圆柱试样的力学性质研究[D]. 缑勇.河南理工大学 2007



本文编号：3614849