【摘要】：巖石具有復(fù)雜的細(xì)微觀結(jié)構(gòu),其宏觀力學(xué)性能表現(xiàn)出明顯的加載路徑敏感性和應(yīng)變率效應(yīng)。應(yīng)用基于改進(jìn)的SHPB裝置,對(duì)花崗巖、大理巖和砂巖等三類巖石進(jìn)行了五種傾角的準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓剪聯(lián)合加載實(shí)驗(yàn),較系統(tǒng)地討論了與巖石應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線的擬線性階段的斜率、破壞強(qiáng)度等有關(guān)的加載路徑敏感性和應(yīng)變率效應(yīng)。結(jié)果表明:巖石的法向模量、切向模量和破壞強(qiáng)度都有明顯的壓剪耦合效應(yīng)(即加載路徑敏感性)和應(yīng)變率效應(yīng);比較而言,法向模量對(duì)剪切應(yīng)力的依賴性強(qiáng)于剪切模量對(duì)法向應(yīng)力的依賴性�；贒rucker-Prager(D-P)準(zhǔn)則和考慮壓剪耦合效應(yīng)的修正的DP準(zhǔn)則擬合巖石的動(dòng)靜態(tài)破壞面,擬合結(jié)果表明:巖石的內(nèi)黏聚力有一定的應(yīng)變率效應(yīng),內(nèi)摩擦角的應(yīng)變率效應(yīng)不明顯;修正的D-P準(zhǔn)則可以描述壓剪耦合效應(yīng)。并探討了大理巖的后繼屈服面和巖石應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的描述問題。此研究提供了一種確定巖石動(dòng)態(tài)強(qiáng)度參數(shù)的方法,表明進(jìn)行壓剪聯(lián)合加載實(shí)驗(yàn)研究有助于揭示復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下巖石的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能。
[Abstract]:Rock has complex fine microstructure and its macroscopic mechanical properties show obvious load path sensitivity and strain rate effect. Based on the improved SHPB device, the quasi-static and dynamic compression shear combined loading experiments of five dip angles for granite, marble and sandstone were carried out. The sensitivity of loading path and strain rate effect related to the slope and failure strength of the quasilinear phase of the stress-strain relationship curve of rock are discussed systematically. The results show that the normal modulus, tangential modulus and failure strength of rock have obvious compression-shear coupling effect (that is, load path sensitivity) and strain rate effect. The dependence of normal modulus on shear stress is stronger than that of shear modulus on normal stress. Based on Drucker-Prager (D-P) criterion and modified DP criterion considering compression-shear coupling effect, the static and static failure surface of rock is fitted. The fitting results show that the cohesive force of rock has a certain strain rate effect, but the strain rate effect of internal friction angle is not obvious. The modified D-P criterion can describe the compression-shear coupling effect. The following yield surface of marble and the relation between stress and strain are discussed. This study provides a method to determine the dynamic strength parameters of rock. It shows that the experimental study of compression and shear combined loading is helpful to reveal the dynamic and dynamic mechanical properties of rock under complex stress state.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國(guó)科學(xué)院材料力學(xué)行為和設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(11272304,11472264)
【分類號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：2155927