平臺巴西劈裂試驗確定巖石抗拉強度的理論分析
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【摘要】:為了完善平臺巴西劈裂試驗測定巖石抗拉強度的理論基礎,基于二維彈性理論,建立對弦載荷下的平臺巴西劈裂力學模型,采用應力場疊加法求得圓盤內的應力近似解析解。該應力理論解與有限元數(shù)值解一致,證明理論求解的合理性。在此基礎上,對比研究了平臺加載角對圓盤內應力大小及應力集中程度的影響,其結果表明:平臺加載角越大,圓盤加載處的應力集中程度和壓拉應力比都急劇降低,而圓盤內的拉應力值和拉伸區(qū)卻只有一定程度減小;過大或過小的平臺加載角都不利于平臺巴西試樣發(fā)生中心拉伸劈裂破壞,其最優(yōu)平臺加載角在20°~30°之間。最后,依據(jù)Griffith強度破壞準則,推得巖石抗拉強度的理論計算公式,其結果與已有抗拉強度經(jīng)驗公式及試驗所得抗拉強度相符較好。
【作者單位】: 中國礦業(yè)大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室;中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院;
【關鍵詞】: 平臺巴西劈裂試驗 應力解析解 最優(yōu)加載角 抗拉強度
【基金】:國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973)項目(No.2014CB046905) 國家自然科學基金項目(No.51274191,No.51204159) 教育部博士點基金(No.20130095110018)
【分類號】:TU45
【正文快照】: 1引言由于巖石屬于典型脆性材料,故采用直接拉伸試驗來確定其抗拉強度極為困難。因而,巴西圓盤劈裂試驗被作為測定巖石抗拉強度的間接方法[1],其經(jīng)典力學簡化模型如圖1(a)所示。但該方法需對試樣施加對徑壓縮載荷,這使得加載線附近由于強烈應力集中而發(fā)生壓破壞,違背了巴西劈
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本文關鍵詞:平臺巴西劈裂試驗確定巖石抗拉強度的理論分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:448715
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