岩石的强度准则及损伤特性的研究

摘要

岩石内存在裂隙都具有初始损伤，其引起单轴压缩及低围压下试样强度的离散。随着围压增加，裂隙的摩擦承载能力增加到邻近完整岩石黏结力后将不再滑移引起材料破坏，对试样强度的影响减小，即初始损伤对高围压下试样强度影响较小。本文以砂岩、大理岩和石灰岩等为研究对象，结合不同强度准则分析岩样的常规三轴强度，说明初始损伤的影响。
　　通过不同强度准则对损伤和完整岩样试验数据拟合分析：56个完整砂岩强度数据分析结果说明Hoek-Brown，广义Hoek-Brown及指数准则均可以计算不同围压下压缩试样所对应的单轴强度，所不同的是指数准则计算的强度标准偏差随围压增加而减小，另外两种准则恰好相反。正则抛物线准则可以准确描述完整砂岩等颗粒性岩石在高围压下的强度变化，拟合所得单轴强度可视为岩石的理想单轴压缩强度，其与试验值的差异表征试样初始损伤度，为分析初始损伤的影响提供基础。试样内部若存在主控裂隙引起强度在低围压下线性变化，但不能据此以Coulomb准则直接确定岩石的内摩擦角；不同损伤方式产生的初始损伤不同，轴向压缩塑性变形引起大理岩黏结力由低向高逐步丧失，而热力损伤引起黏结力整体降低；若岩石具有宏观各向同性特征，则常规三轴强度可用指数准则描述，据其确定的初始围压影响系数可估计裂隙摩擦系数；进而理解裂隙对试样强度影响的非线性特征，评价岩石材料的真实黏结力和损伤。综合研究成果可为工程岩体的强度和损伤分析提供参考。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1 工程背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及研究思路

1.4 技术路线

2 岩石的强度准则及拟合方法

2.1 引言

2.2 五种强度准则对两种砂岩的拟合

2.3强度准则自洽性评价

2.4基于指数准则的岩石强度分布

2.5强度准则的适用性

2.6本章小结

3 正则抛物线准则及岩石的初始损伤

3.1 引言

3.2 正则抛物线准则及试验数据的拟合

3.3 岩石初始损伤的定义及估算

3.4 损伤岩样与完整岩样压缩强度与变形

3.5 初始损伤的认识

3.6 本章小结

4 指数强度准则及岩石粘结摩擦承载能力

4.1 引言

4.2 岩石的粘结摩擦承载能力

4.3 完整岩石常规三轴强度的指数准则描述

4.4 岩石损伤及强度特性

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 研究的展望

参考文献

作者简历

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