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爆破损伤岩石力学特性的试验研究 总被引:13,自引:23,他引:13
在不同的爆破条件下,在大理岩中进行了模拟爆破实验。在对爆破损伤岩石的力学特性进行实验研究的基础上,得到了在不同爆点距离和爆破条件下,爆破对岩石损伤作用的一些规律,并应用岩石弹脆性细观损伤模型,对爆破损伤岩石的细观裂纹扩展规律及其损伤特性进行了分析。 相似文献
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岩石材料尺寸效应的试验和理论研究 总被引:21,自引:1,他引:20
通过在伺服试验机上对同直径不同长度大理岩样进行单轴压缩试验,研究了尺寸对岩石强度和变形特性以及破裂形式的影响规律,结果表明,岩石长度对峰值应力前的变形特性没有显著影响,但明显改变峰后的变形特性,长度越大的岩样,岩石峰后越脆;且直径一定时随着长度的增大,岩样破裂形式由竖向劈裂变为剪切破坏.岩石材料强度长度效应是由于岩样端部摩擦效应所致,而并非根源于材料的非均质性.提出了大理岩石材料尺寸效应的理论模型F0=F2exp[a+b(D/L)],所得理论曲线与试验值吻合得很好,其中物理参数a反应了岩石材料力学参数对尺寸的敏感程度,而物理参数b反应了岩石材料力学参数与尺寸的相关性,b>0呈负相关,b<0呈正相关,而b=0无相关性. 相似文献
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利用改装自RMT-150B试验系统的单剪试验仪进行饱和砂土与结构界面单剪试验,研究高应力条件下界面本构模型及界面剪切刚度变化趋势,为高应力状态下涉及到界面力学问题的工程设计、计算提供理论依据。试验中,首先对剪切盒中的砂土进行固结,然后法向应力恒定在高应力水平上开始界面剪切,并记录试验数据,剪切时保证砂土能相对自由的变形。试验结果表明:高应力下界面剪应力剪切位移关系曲线呈现非线性弹性一理想塑性特征,不同于直剪试验条件下二者呈现的双曲线关系;三参数威布尔分布曲线能克服NEPP模型中双曲线的缺陷,其取代双曲线形成新的非线性弹性理想塑性模型能更好地拟合试验数据。界面初始剪切刚度的回归结果表明,相对于幂函数,线性函数更适合描述界面初始剪切刚度同法向应力之间的关系。基于新的界面模型给出了界面切线剪切刚度的公式,同时比较了2种模型的界面切线剪切刚度随剪切位移的变化趋势。 相似文献
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多级加载下岩石裂隙渗流分段特性试验研究 总被引:2,自引:0,他引:2
利用自行研制的岩石裂隙辐射型渗流系统,试验研究室温下粗晶大理岩、中砂岩、灰岩和细晶大理岩4个岩石张裂隙在法向闭合过程中的渗流分段特性及加载历史的影响。根据闭合裂隙的接触状态及流域分布特征,裂隙渗流可分为群岛流、过渡流、沟槽流3个阶段;单位水头流量与法向应力呈指数函数关系,随法向应力增加而降低,后次加载中相同法向应力下单位水头流量明显较低;单位水头流量与力学隙宽呈幂函数关系,幂指数范围为1.93~2.60,可认为接触型粗糙岩石裂隙渗流量与力学隙宽呈次立方关系;后次加载时,相同力学隙宽下单位水头流量也明显较低;水力等效隙宽与力学隙宽呈分段的线性关系,修正的立方定律在相应分段内成立。研究结果对岩体裂隙渗流计算有一定的理论意义。 相似文献
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重复加-卸载条件下大尺寸煤样的渗透性研究 总被引:2,自引:0,他引:2
为探讨采煤工作面瓦斯涌出量与矿山压力之间的关系,基于采煤工作面的边界条件,利用自行研制的煤-气耦合试验模拟系统,进行了不同加载路径下大尺寸煤样在双向应力作用下的渗透性试验.结果表明:试验过程中应力(应变)-声发射(煤岩破裂)-渗透率(流量)三者变化具有一致性和相互预兆关系.在首次加载过程中,煤样渗透率存在应力(应变)突变点,加载声发射出现间断性波动,煤样具有冲击性;一次卸载后的二次加载过程中煤样渗透率变化较为平缓,声发射均匀出现,煤样脆性大大降低.两次卸载中应力(应变)与渗透系数曲线路径不同,第1次卸载时存在渗透系数转折点,第2次卸载未出现渗透系数转折点.充分说明煤样渗透率与裂隙的发展变化有密切关系,煤样的第1次加-卸载大大减弱了煤样瓦斯突出的危险性. 相似文献
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砂岩单三轴压缩过程中声发射特征的试验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
利用RMT-150B岩石力学试验系统,对义马曹窑煤矿顶板砂岩进行单轴、常规三轴和三轴卸围压试验,加载同时进行声发射检测.试验结果表明,岩样压缩变形破坏过程中的声发射参数与加载方式有关.单轴压缩时,各个阶段均有不同程度的声发射事件,声发射事件较为强烈,累计计数和能量明显偏高;常规三轴压缩时,岩样屈服前声发射事件较少,屈服... 相似文献
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岩石的非均质性与杨氏模量的确定方法 总被引:4,自引:3,他引:4
岩样杨氏模量的数值依赖于确定方法,通常离散性很大。岩层钻孔取芯时岩样会因三轴伸长作用产生分布裂隙,在单轴压缩初期产生闭合、滑移,使应力-应变曲线下凸。因此,从原点计算的割线模量不能反映实际岩体的变形特征。平均模量是应力-应变曲线中近似直线部分的斜率,受试验条件的影响较小,表示了应力与应变的变化关系,但其计算方法不够明确。建议使用最大割线模量,应力差为岩样强度一半的所有割线模量的最大值。此外,从岩层钻孔取得的岩样具有串联特征,应采用其杨氏模量的调和平均值表示岩体的变形特征。该值可以反映岩层局部的软弱结构对整体变形的控制作用。 相似文献
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为了探讨高温脱水对天然石膏岩物理力学效应的影响,将天然石膏岩在高温220℃控制脱水时间制取含不同结晶水石膏岩试样,分别对石膏岩试样进行扫描电镜、超声波测试和常规三轴压缩试验,分析高温脱水时间对石膏岩微观结构、孔隙率、纵波波速、三轴抗压强度,弹性模量、峰值应变、黏结力和内摩擦角的影响。结果表明:高温作用对石膏的作用是极其复杂物理化学过程,高温脱水对石膏岩具有明显弱化作用,随着高温脱水时间的增加,石膏岩内部晶体结构和形状逐渐发生变化,试样内部微裂纹、微孔洞的数量逐渐增多,导致其物理力学性能不断劣化;在高温220℃石膏岩脱水量、视密度和孔隙率与脱水时间呈非线性关系,在0~6 h以内裂解脱水速率较快,在6~24 h范围内脱水速率有所减缓。高温脱水后石膏试样纵波波速均有不同程度降低,在0~6 h以内损伤因子随孔隙率增加而单调降低,两者大致呈线性关系,超过6h以后脱水石膏岩损伤因子变化不大;石膏岩三轴压缩全程的变形特征受围压和高温脱水时间的共同影响,脱水时间0~4 h对石膏岩试样变形参数的影响远大于对围压的影响,超过4h以后脱水时间、围压对石膏岩弹性模量和变形模量的影响不大,随着围压与脱水时间的增加脆性减弱塑性增强;石膏岩试样三轴峰值强度随围压增大而单调增加,符合Coulomb强度准则。高温脱水对石膏岩具有明显弱化作用,扣除围压影响后石膏岩材料强度与脱水时间呈负相关;石膏岩试样破坏形态与围压高低没有直接关系,脱水时间越长破坏形态越复杂。 相似文献