茂木式真三轴试验机的端部摩擦效应

摘要

茂木式真三轴试验中方形试样4个端部需要设置两对刚性接触的垫块,由于加载过程中端部摩擦限制了试件的变形,因而提高了试样的测试强度.为定量的评估不同加载条件下的端部摩擦效应,采用性质相同的红砂岩试样开展了不同端部摩擦和中间主应力条件下的双向压缩试验,试验结果发现不同端部摩擦条件下测得的试件强度存在显著差异,相同中间主应力条件下摩擦系数从0.12提高到0.28时,最大主应力提高5.5％～43％.基于试验数据分析了采用不同破坏准则时摩擦效应的合理性,结果表明应变能准则最适合双向受压工况.基于试验数据和应变能准则,建立了摩擦效应的表达式,绘制了考虑摩擦效应的中间主应力效应曲线,分析了摩擦效应对σ1-σ2曲线形状的影响,分析结果与试验数据吻合良好.论文通过试验揭示了摩擦效应的重要影响,建立了其定量分析模型,对于评价真三轴试验数据的可靠性并合理利用具有重要参考意义.