脆性巖石擴(kuò)容起始應(yīng)力預(yù)測(cè)——以花崗巖和閃長(zhǎng)巖為例
本文選題:巖石力學(xué) + 擴(kuò)容起始應(yīng)力; 參考:《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2014年04期
【摘要】:采用TAW 2000電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī),通過(guò)32組花崗巖和閃長(zhǎng)巖的物性及單軸壓縮試驗(yàn)測(cè)試,獲得巖石的特征物理力學(xué)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,揭示巖石擴(kuò)容起始應(yīng)力與彈性模量、泊松比和孔隙度的關(guān)系,建立花崗巖和閃長(zhǎng)巖的擴(kuò)容起始應(yīng)力預(yù)測(cè)方程。研究結(jié)果表明:(1)彈性模量作為巖石的彈性基質(zhì)剛度的反映,包括顆粒間的接觸剛度和顆粒間基質(zhì)的剛度,孔隙度作為巖石內(nèi)部孔洞空間的體積測(cè)量指標(biāo),是巖石內(nèi)初始的微裂紋、微孔洞及張開(kāi)裂紋的綜合反映,一定程度上可以反映初始損傷的程度,二者與巖石的擴(kuò)容起始應(yīng)力密切相關(guān);(2)擴(kuò)容起始應(yīng)力與彈性模量呈正相關(guān),而與孔隙度呈負(fù)相關(guān),當(dāng)彈性模量最小而孔隙度最大時(shí)對(duì)應(yīng)最小的擴(kuò)容應(yīng)力值,反之調(diào)整;(3)通過(guò)逐步數(shù)據(jù)擬合分析得出擴(kuò)容應(yīng)力的預(yù)測(cè)模型,通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析,證明預(yù)測(cè)模型的可靠性。在彈性模量、孔隙度和泊松比已知的前提下,可以先驗(yàn)地對(duì)擴(kuò)容起始應(yīng)力進(jìn)行預(yù)測(cè),為擴(kuò)容起始應(yīng)力的求解提供一條新的思路。
[Abstract]:The physical properties and uniaxial compression tests of 32 groups of granite and diorite were tested with TAW 2000 electro-hydraulic servo rock triaxial testing machine. The characteristic physical and mechanical parameters of rock were obtained. On this basis, the relationship between initial expansion stress and elastic modulus, Poisson's ratio and porosity of granite and diorite is revealed, and the prediction equation of initial expansion stress of granite and diorite is established. The results show that the elastic modulus is the reflection of the elastic matrix stiffness of rock, including the contact stiffness between particles and the stiffness of matrix between particles, and the porosity as the volume measurement index of the pore space in rock. It is the initial microcrack in rock. The comprehensive reflection of micropore and open crack can reflect the degree of initial damage to a certain extent, and they are closely related to the initial stress of rock expansion and have a positive correlation with the initial stress of expansion and modulus of elasticity. When the modulus of elasticity is the smallest and the porosity is the largest, the minimum expansion stress is corresponding to that of the porosity. On the contrary, by the stepwise data fitting analysis, the prediction model of the expansion stress is obtained, and the results are compared with the experimental results. The reliability of the prediction model is proved. Based on the known elastic modulus, porosity and Poisson's ratio, the initial expansion stress can be predicted priori, which provides a new idea for the solution of the initial expansion stress.
【作者單位】: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所工程地質(zhì)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【基金】:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2010CB731501) 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41227901,41272352)
【分類(lèi)號(hào)】:TU45
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1863375
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