本文選題：巖石力學(xué) + 裂紋起裂��； 參考：《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》2017年07期

【摘要】：裂紋起裂強(qiáng)度是巖石破壞過程中的重要應(yīng)力閾值,研究巖石起裂準(zhǔn)則對于揭示其破壞機(jī)制及預(yù)測圍巖工程性質(zhì)有著重要意義。首先進(jìn)行青砂巖試樣的單軸及三軸壓縮起裂試驗(yàn),并基于多種應(yīng)變響應(yīng)分析其中的起裂機(jī)制及細(xì)觀破壞特征,指出局部張拉應(yīng)力集中是起裂破壞的主因,總結(jié)提出低圍壓條件下的張開型起裂模型及高圍壓條件下的滑動型起裂模型。然后基于Griffith強(qiáng)度理論分析壓應(yīng)力場中巖石缺陷端部的局部最大張拉應(yīng)力,其大小隨差應(yīng)力σ_1-σ_3的升高而增大,同時在圍壓條件下受表面摩擦作用的影響較大。針對巖石細(xì)觀起裂機(jī)制提出起裂預(yù)測經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則,準(zhǔn)則中引入起裂參數(shù)m_(ci)作為圍壓影響系數(shù)以表征摩擦作用,從而適用于不同圍壓條件下的起裂破壞預(yù)測。利用3組起裂試驗(yàn)結(jié)果對經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則進(jìn)行驗(yàn)證,其準(zhǔn)確性及實(shí)用性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)線性起裂準(zhǔn)則。最后通過分析不同圍壓下巖石起裂強(qiáng)度與峰值強(qiáng)度之比σ_(ci)/σ_F,發(fā)現(xiàn)試樣在圍壓60 MPa以下時其起裂破壞屬于細(xì)觀張拉破壞機(jī)制。
[Abstract]:The crack initiation strength is an important stress threshold in the process of rock failure. The study of rock cracking criteria is of great significance to reveal its failure mechanism and predict the engineering properties of surrounding rock. First, the uniaxial and three axial compression cracking tests of the green sandstone specimens are carried out, and the cracking mechanism and the mesoscopic damage based on a variety of strain response should be analyzed. It is pointed out that the local tensile stress concentration is the main cause of the fracture failure. The open crack model under the low confining pressure and the sliding model under the high confining pressure condition are put forward. Then, based on the Griffith strength theory, the local maximum tensile stress at the end of the rock defect in the stress field is analyzed with the increase of the difference stress Sigma _1- Sigma _3 At the same time, the influence of the surface friction is larger under the confining pressure. In view of the rock meso cracking mechanism, a crack prediction experience criterion is put forward. The initiation parameter m_ (CI) is introduced as the influence coefficient of the confining pressure to represent the friction effect, which is suitable for the prediction of the cracking failure under different confining pressure conditions. The results of 3 sets of cracking tests are used. The empirical criterion is proved to be more accurate and practical than the traditional linear cracking criterion. Finally, by analyzing the ratio of the crack strength to the peak strength of the rock under different confining pressure (CI) / Sigma _F, it is found that the cracking failure of the specimen under the confining pressure of 60 MPa belongs to the meso tensile breaking mechanism.

【作者單位】： 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖石力學(xué)與工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;武漢大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)工程安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2014CB046904,2015CB058102) 國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(41602324)~~
【分類號】：TU45

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本文編號：1843929