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金属矿山特殊岩石本构理论及试验研究

日期:2021年05月08日 编辑:ad201107111759308692 作者:s11竞猜平台 点(dian)击次(ci)数(shu):332
论文价格(ge):150元/篇 论文编(bian)号:lw202104261409214415 论文(wen)字(zi)数:42302 所属栏目:土木工程(cheng)论文(wen)
论文地区:中(zhong)国(guo) 论文语种:中文 论(lun)文用(yong)途(tu):硕士(shi)毕业论(lun)文 Master Thesis

本(ben)文(wen)是一篇土木工程论文(wen),本(ben)文(wen)对金属矿山特殊岩(yan)(yan)(yan)石展开了系统的室内试(shi)验研(yan)究,分(fen)析了岩(yan)(yan)(yan)样的力学变化(hua)规律;在试(shi)验成(cheng)果的基础上(shang),构建了岩(yan)(yan)(yan)石的本(ben)构模型,提出了适合(he)特殊岩(yan)(yan)(yan)石强度特点的幂(mi)函数(shu)型经验准则(ze),对同类脆性岩(yan)(yan)(yan)石有(you)很(hen)好的实用意(yi)义。


第 1 章 绪论


1.1 研(yan)究背景及意(yi)义

岩(yan)石(shi)(shi)(shi)作(zuo)为一种地(di)(di)球上比(bi)(bi)较(jiao)常(chang)见的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天然地(di)(di)质材料,被广(guang)泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)应(ying)用(yong)于(yu)人(ren)(ren)类的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生产生活中(zhong)(zhong);在土木工(gong)程(cheng)、水利工(gong)程(cheng)、道路工(gong)程(cheng)、采(cai)(cai)矿(kuang)工(gong)程(cheng)以(yi)及(ji)大(da)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)核(he)电站、发(fa)(fa)电厂都(dou)需要岩(yan)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)开(kai)(kai)(kai)发(fa)(fa)和(he)应(ying)用(yong)。随着我国(guo)工(gong)程(cheng)建(jian)(jian)(jian)设的(de)(de)(de)(de)(de)(de)迅速发(fa)(fa)展,矿(kuang)产开(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)、能源开(kai)(kai)(kai)发(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需求越来越大(da),所(suo)涉(she)及(ji)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)岩(yan)石(shi)(shi)(shi)力(li)(li)学(xue)问题(ti)[1]也越来越复(fu)杂。近年(nian)来,工(gong)商(shang)业建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)施(shi)工(gong)高(gao)度(du)(du)不断上升,如(ru)上海中(zhong)(zhong)心大(da)厦(sha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)高(gao)度(du)(du)约 630m,再比(bi)(bi)如(ru)山(shan)东新(xin)汶矿(kuang)业华丰煤(mei)矿(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)下(xia)开(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)深度(du)(du)已达 1500m;在这种高(gao)速度(du)(du)、高(gao)强度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程(cheng)建(jian)(jian)(jian)设中(zhong)(zhong),对力(li)(li)学(xue)稳(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)提出了更高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)挑战;据不完全统(tong)计,仅在 2018 年(nian)我国(guo)发(fa)(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)铁矿(kuang)塌陷事故(gu)一项(xiang)就高(gao)达 171 例,伤亡人(ren)(ren)数多达 350 人(ren)(ren),直接经(jing)济损失约77.38 亿元;其中(zhong)(zhong)有岩(yan)体(ti)变(bian)(bian)形和(he)失稳(wen)直接导致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)事故(gu)为 95 例,与人(ren)(ren)为技术(shu)操作(zuo)不当有一定(ding)关系以(yi)外(wai),绝大(da)因素与对岩(yan)石(shi)(shi)(shi)力(li)(li)学(xue)性(xing)(xing)(xing)质认(ren)识不准确,变(bian)(bian)形与破坏机理(li)分(fen)析不规律,使得岩(yan)体(ti)在复(fu)杂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)应(ying)力(li)(li)状态(tai)下(xia),围(wei)岩(yan)应(ying)力(li)(li)场急剧(ju)变(bian)(bian)化,从而导致坍塌事故(gu)发(fa)(fa)生。针对上面所(suo)发(fa)(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)问题(ti),可以(yi)看出工(gong)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相关问题(ti)离不开(kai)(kai)(kai)岩(yan)石(shi)(shi)(shi)力(li)(li)学(xue)理(li)论(lun)研(yan)究(jiu),如(ru)地(di)(di)下(xia)开(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)所(suo)导致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)围(wei)岩(yan)变(bian)(bian)形,高(gao)层建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)地(di)(di)基稳(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)等;对这些问题(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)析及(ji)采(cai)(cai)取合(he)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)措施(shi)将直接影响着工(gong)程(cheng)建(jian)(jian)(jian)设的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安全和(he)效率,可见岩(yan)石(shi)(shi)(shi)力(li)(li)学(xue)理(li)论(lun)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要性(xing)(xing)(xing)和(he)紧迫性(xing)(xing)(xing)。

岩(yan)(yan)石(shi)(shi)力(li)学理(li)(li)论(lun)(lun)(lun)是(shi)研究(jiu)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)在荷载作用下发(fa)生变(bian)(bian)(bian)形和(he)(he)破(po)坏的(de)基(ji)础学科(ke),是(shi)解决(jue)实际岩(yan)(yan)石(shi)(shi)工程的(de)理(li)(li)论(lun)(lun)(lun)基(ji)础。从宏观(guan)上看岩(yan)(yan)石(shi)(shi)属于(yu)连(lian)续(xu)介质,但是(shi)考(kao)虑到(dao)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)内(nei)部(bu)的(de)裂隙(xi)和(he)(he)节(jie)理(li)(li)等不(bu)连(lian)续(xu)构造,只有当作非(fei)均质材料来(lai)研究(jiu),才能了(le)解到(dao)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)峰(feng)后所(suo)产生的(de)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)变(bian)(bian)(bian)形特(te)点。所(suo)以说(shuo)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)力(li)学不(bu)是(shi)一门单独(du)的(de)学科(ke),而是(shi)从传统(tong)的(de)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)力(li)学理(li)(li)论(lun)(lun)(lun)中发(fa)展过来(lai)的(de),塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)力(li)学的(de)基(ji)本(ben)理(li)(li)论(lun)(lun)(lun)也(ye)将适用于(yu)岩(yan)(yan)石(shi)(shi);因此,要想真正描述岩(yan)(yan)石(shi)(shi)变(bian)(bian)(bian)化的(de)非(fei)线性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)破(po)坏规律,岩(yan)(yan)石(shi)(shi)力(li)学问题的(de)研究(jiu)重点应(ying)是(shi)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)变(bian)(bian)(bian)形本(ben)构理(li)(li)论(lun)(lun)(lun)和(he)(he)破(po)坏的(de)非(fei)线性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)强度准则,这也(ye)是(shi)传统(tong)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)力(li)学理(li)(li)论(lun)(lun)(lun)[2-5]研究(jiu)的(de)基(ji)本(ben)方(fang)向(xiang)。随着 Mohr-Coulomb 屈(qu)服理(li)(li)论(lun)(lun)(lun)的(de)提(ti)(ti)出,相(xiang)继大(da)量(liang)的(de)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)本(ben)构模型被(bei)提(ti)(ti)出,如屈(qu)服面模型、粘弹塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)模型、应(ying)变(bian)(bian)(bian)软化模型等。

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1.2 国内(nei)外(wai)研究现(xian)状

1.2.1 围压下岩(yan)石力(li)学特性的(de)国内外研(yan)究现状

地下岩(yan)(yan)体(ti)中存在(zai)复杂(za)的(de)(de)(de)(de)(de)地应(ying)力(li)(li)(li)场(chang),为研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)在(zai)这种复杂(za)环境下岩(yan)(yan)体(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)坏(huai)状态,大量学(xue)者通过不同(tong)围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)下的(de)(de)(de)(de)(de)岩(yan)(yan)样(yang)(yang)破(po)坏(huai)试验模拟了(le)复杂(za)应(ying)力(li)(li)(li)场(chang)下的(de)(de)(de)(de)(de)岩(yan)(yan)体(ti)以及(ji)岩(yan)(yan)石力(li)(li)(li)学(xue)性质[6-12],得到了(le)不同(tong)应(ying)力(li)(li)(li)下岩(yan)(yan)石的(de)(de)(de)(de)(de)变(bian)化特点(dian)。研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)表明:围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)影响着岩(yan)(yan)石的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)坏(huai)机(ji)(ji)制(zhi)。围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)作用的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)最(zui)早是在(zai)国外(wai)开(kai)始的(de)(de)(de)(de)(de),如(ru) Paterson[13]的(de)(de)(de)(de)(de)大理岩(yan)(yan)三轴压(ya)(ya)缩(suo)试验研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)表明,围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)增大导致岩(yan)(yan)石破(po)坏(huai)方式的(de)(de)(de)(de)(de)转变(bian),并且(qie)裂缝(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)发展情况由(you)低围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)垂直延伸(shen)到高(gao)围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)斜裂缝(feng)破(po)坏(huai)转变(bian)。Mogi[14-15]通过多组岩(yan)(yan)样(yang)(yang)力(li)(li)(li)学(xue)试验发现,破(po)坏(huai)机(ji)(ji)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)转变(bian)与岩(yan)(yan)石的(de)(de)(de)(de)(de)结构和属(shu)性有(you)关,并指出岩(yan)(yan)石所处的(de)(de)(de)(de)(de)应(ying)力(li)(li)(li)状态影响着主要强度参(can)数的(de)(de)(de)(de)(de)大小。

国内(nei)学(xue)者对围(wei)(wei)(wei)压(ya)作(zuo)用下的(de)(de)(de)岩(yan)(yan)石特性(xing)也做了(le)大(da)量(liang)研究,孟(meng)召平等(deng)(deng)[16]通过(guo)砂(sha)岩(yan)(yan)试(shi)验发现(xian)围(wei)(wei)(wei)压(ya)大(da)小改变(bian)了(le)岩(yan)(yan)石的(de)(de)(de)弹性(xing)模(mo)量(liang),并且影响(xiang)了(le)砂(sha)岩(yan)(yan)的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)坏(huai)状(zhuang)态;具体表现(xian)为(wei)(wei):无围(wei)(wei)(wei)压(ya)时呈脆性(xing)张破(po)(po)(po)坏(huai);有(you)围(wei)(wei)(wei)压(ya)时,由低围(wei)(wei)(wei)压(ya)下的(de)(de)(de)剪破(po)(po)(po)坏(huai)为(wei)(wei)主、张破(po)(po)(po)坏(huai)为(wei)(wei)辅,发展为(wei)(wei)高围(wei)(wei)(wei)压(ya)下破(po)(po)(po)坏(huai)形(xing)状(zhuang)为(wei)(wei) X 型(xing)的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)破(po)(po)(po)坏(huai)。还有(you)韩嵩等(deng)(deng)[17]、代伟等(deng)(deng)[18]、张浩等(deng)(deng)[19]也通过(guo)不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)三轴(zhou)试(shi)验系统对砂(sha)岩(yan)(yan)进行了(le)试(shi)验研究,分(fen)别(bie)得出了(le)不同(tong)(tong)材质的(de)(de)(de)砂(sha)岩(yan)(yan)与围(wei)(wei)(wei)压(ya)之间的(de)(de)(de)关系。

尤明(ming)庆[20]通过三(san)轴试验(yan)得到了(le)三(san)种(zhong)(zhong)不同种(zhong)(zhong)类岩(yan)石(shi)的(de)(de)弹性(xing)模量(liang)与(yu)围压的(de)(de)关系,他(ta)认(ren)为(wei)越接近完(wan)整的(de)(de)岩(yan)石(shi)与(yu)围压之间的(de)(de)关系越弱,反(fan)而(er)内部(bu)含有(you)(you)大量(liang)裂隙的(de)(de)岩(yan)石(shi)与(yu)围压之间有(you)(you)着强烈的(de)(de)关系;其次,岩(yan)石(shi)变(bian)形模量(liang)与(yu)低(di)围压的(de)(de)关系更加明(ming)显。

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第 2 章 特(te)殊岩石(shi)力学特(te)性的试验研究


2.1 概述

岩石(shi)材料由形成(cheng)原因所造成(cheng)的(de)(de)非均质性(xing)(xing)(xing),导致了其自身(shen)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)复杂化;同一(yi)(yi)种(zhong)岩石(shi)因所处环(huan)境不(bu)同,可能会展现出多种(zhong)性(xing)(xing)(xing)质,如(ru)非线(xian)性(xing)(xing)(xing)、蠕(ru)变(bian)(bian)性(xing)(xing)(xing)、各向异性(xing)(xing)(xing)等(deng);如(ru)果要全面(mian)的(de)(de)认识岩石(shi)的(de)(de)属性(xing)(xing)(xing)是非常(chang)困难(nan)的(de)(de),只有针对性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)研(yan)(yan)究才能得到岩石(shi)某(mou)一(yi)(yi)方面(mian)的(de)(de)变(bian)(bian)化规(gui)律。试(shi)验是岩石(shi)性(xing)(xing)(xing)能研(yan)(yan)究的(de)(de)第一(yi)(yi)步,也是最直接、最有效的(de)(de)手段。

因现场试(shi)验(yan)操作(zuo)的(de)(de)困难(nan)和不安全性,岩(yan)石(shi)基本(ben)性能研究(jiu)一(yi)般以(yi)室内试(shi)验(yan)为主(zhu),室内试(shi)验(yan)是获(huo)取岩(yan)石(shi)基本(ben)力学(xue)参(can)数(shu)的(de)(de)必要条件,也是开展(zhan)岩(yan)石(shi)或岩(yan)体(ti)在复杂应力状态下变形和强度计算的(de)(de)前提(ti);本(ben)章(zhang)将从试(shi)验(yan)方案(an)、抗(kang)拉强度试(shi)验(yan)、单(dan)轴和三轴压缩试(shi)验(yan)几个方面(mian)入手,对岩(yan)石(shi)性能展(zhan)开系统的(de)(de)研究(jiu),通(tong)过获(huo)取试(shi)验(yan)数(shu)据,着重研究(jiu)岩(yan)石(shi)在不同(tong)试(shi)验(yan)条件下的(de)(de)变形和破坏规(gui)律;在此规(gui)律的(de)(de)基础上,定义(yi)岩(yan)石(shi)的(de)(de)根(gen)本(ben)属性,为后续的(de)(de)本(ben)构理(li)论以(yi)及(ji)强度准则研究(jiu)提(ti)供(gong)有价值的(de)(de)参(can)考。

表 2-1 岩块取样的分类

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2.2 试验(yan)方案

2.2.1 岩块现(xian)场取样

在金(jin)属矿山(shan)的路(lu)天坑(地名)S1、N2、N3、N2-N3 和 288 中(zhong)段(N3)共(gong) 5处进(jin)行岩(yan)块(kuai)(kuai)取(qu)样(yang)(yang),取(qu)样(yang)(yang)范(fan)围基本覆盖了(le)金(jin)属矿山(shan)的全部区域,取(qu)样(yang)(yang)的岩(yan)块(kuai)(kuai)分(fen)为(wei) 3个岩(yan)组(zu):千枚(mei)岩(yan)组(zu)、斑岩(yan)组(zu)和千枚(mei)岩(yan)(含矿)组(zu),其中(zhong)三个岩(yan)组(zu)又包括 9 种(zhong)岩(yan)性(xing)的岩(yan)石,岩(yan)块(kuai)(kuai)经过(guo)规整后进(jin)行统一编(bian)号,具体(ti)内容见表(2-1),图(2-1)为(wei)部分(fen)岩(yan)块(kuai)(kuai)现场实拍。

图 2-1 不同岩块的现场照片Fig.2-1 Field photographs of different rock blocks

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第 3 章(zhang) 特殊岩石材(cai)料的本构(gou)理论研究........................29

3.1 岩(yan)石塑性变(bian)形的概述.........................29

3.2 弹(dan)性本构理论(lun)的表述..................................30

第 4 章 特殊岩石(shi)的强度准则(ze)研究.........................45

4.1 概述................................45

4.2 几(ji)种适用于岩石(shi)材(cai)料的(de)强度(du)准则.......................45


第 4 章 特殊岩石的强度准(zhun)则研究


4.1 概述

在塑(su)性力学理论(lun)中屈(qu)(qu)(qu)服(fu)准则和屈(qu)(qu)(qu)服(fu)面是基本(ben)的概念,屈(qu)(qu)(qu)服(fu)面也是本(ben)构理论(lun)研究的核心内(nei)容,但是屈(qu)(qu)(qu)服(fu)面用(yong)试验确定(ding)存在着一些困难。对(dui)于岩(yan)(yan)石(shi)(shi)材料来(lai)说,由(you)于试验数(shu)据(ju)的分散性,还没有能力用(yong)试验方(fang)法来(lai)确定(ding)屈(qu)(qu)(qu)服(fu)面和强化规律(lv),对(dui)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)材料采用(yong)的屈(qu)(qu)(qu)服(fu)准则也是强度(du)准则的数(shu)学形式,以此来(lai)确定(ding)岩(yan)(yan)石(shi)(shi)强度(du)参数(shu)随塑(su)性内(nei)变量变化的规律(lv)。

尽(jin)管在当前(qian)岩石(shi)(shi)或岩土领域内提出的(de)强(qiang)(qiang)度准(zhun)(zhun)则(ze)比(bi)较多,但是获得领域内公认的(de)强(qiang)(qiang)度准(zhun)(zhun)则(ze)并不(bu)多,即便是在领域内影(ying)响较大、应(ying)用范围较广(guang)的(de)强(qiang)(qiang)度准(zhun)(zhun)则(ze),也不(bu)能(neng)完全或者很好地去(qu)反应(ying)岩石(shi)(shi)材料的(de)破坏情况(kuang),采用不(bu)同(tong)强(qiang)(qiang)度准(zhun)(zhun)则(ze)得到的(de)计算(suan)结果(guo)也是不(bu)尽(jin)相同(tong);所以只能(neng)是针对某(mou)种岩石(shi)(shi)的(de)力学特点,在某(mou)种准(zhun)(zhun)则(ze)基础(chu)上加以改进,尽(jin)可能(neng)保(bao)证屈服条件在分(fen)析和计算(suan)上方便的(de)前(qian)提下(xia),得到一种反应(ying)岩石(shi)(shi)真实强(qiang)(qiang)度情况(kuang)的(de)准(zhun)(zhun)则(ze)。

鉴于深部岩(yan)(yan)体(ti)所处的(de)(de)复杂应力环境,对(dui)岩(yan)(yan)石(shi)强度(du)的(de)(de)影(ying)响肯定(ding)不同于室内(nei)试(shi)(shi)验(yan)(yan)的(de)(de)结果,研(yan)究(jiu)高(gao)(gao)应力下(xia)岩(yan)(yan)石(shi)破坏已是(shi)(shi)工程的(de)(de)需要,也是(shi)(shi)强度(du)准则研(yan)究(jiu)的(de)(de)现(xian)(xian)实(shi);在无法开展现(xian)(xian)场试(shi)(shi)验(yan)(yan)的(de)(de)情(qing)况下(xia),只有增大三(san)轴试(shi)(shi)验(yan)(yan)的(de)(de)围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)值,进行有针对(dui)的(de)(de)试(shi)(shi)验(yan)(yan)研(yan)究(jiu)。用高(gao)(gao)围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)条(tiao)件代替高(gao)(gao)应力条(tiao)件,结合高(gao)(gao)围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)下(xia)岩(yan)(yan)石(shi)的(de)(de)破坏特(te)点,提出适用于高(gao)(gao)围(wei)(wei)(wei)压(ya)(ya)下(xia)特(te)殊岩(yan)(yan)石(shi)的(de)(de)强度(du)准则,这也是(shi)(shi)高(gao)(gao)应力下(xia)岩(yan)(yan)石(shi)强度(du)研(yan)究(jiu)的(de)(de)一种办(ban)法。

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结论与展望


结论

本文对金(jin)属矿山特殊(shu)岩(yan)石(shi)展开了系统的(de)(de)(de)室内试验研究,分析了岩(yan)样(yang)的(de)(de)(de)力学(xue)变化规律(lv);在试验成(cheng)果(guo)的(de)(de)(de)基(ji)础上,构建(jian)了岩(yan)石(shi)的(de)(de)(de)本构模型,提出了适合特殊(shu)岩(yan)石(shi)强度特点(dian)的(de)(de)(de)幂函数(shu)型经验准则,对同类脆性(xing)岩(yan)石(shi)有很好的(de)(de)(de)实用意义(yi)。本文的(de)(de)(de)主要结论归结为(wei)以下(xia)三部分:

(1)对(dui)标准(zhun)岩样(yang)进行(xing)抗拉、单(dan)轴和(he)三轴试验,分析(xi)得(de)出:岩样(yang)密(mi)度(du)越大(da)(da),其抗拉强(qiang)度(du)越大(da)(da),相应的(de)破坏荷载越大(da)(da);岩样(yang)的(de)强(qiang)度(du)、弹性模量和(he)泊(bo)松比随(sui)着围(wei)压(ya)(ya)增(zeng)大(da)(da)而变(bian)大(da)(da);并且各变(bian)形阶段的(de)强(qiang)度(du)、峰(feng)(feng)值应变(bian)均与围(wei)压(ya)(ya)成(cheng)比例关系,峰(feng)(feng)后(hou)变(bian)形模量与围(wei)压(ya)(ya)成(cheng)幂函数关系;通过对(dui)比得(de)出岩样(yang)抗剪参数在峰(feng)(feng)值时最为准(zhun)确,粘(zhan)聚力(li)为 6.63MPa,摩擦角(jiao)为 44.59°。

(2)内(nei)部(bu)(bu)矿(kuang)物(wu)成分改变了(le)岩(yan)样的(de)整体结构(gou)状态,围压的(de)增大使(shi)岩(yan)样强度和承载力下降;单轴下岩(yan)样呈张拉-剪切破(po)坏,三轴下岩(yan)样破(po)坏由脆性向延(yan)性过渡,围压 15-25MPa 下岩(yan)样沿(yan)节(jie)理层(ceng)发生(sheng)破(po)坏,内(nei)部(bu)(bu)节(jie)理层(ceng)改变了(le)岩(yan)样的(de)破(po)坏模式。

(3)系统讨论了(le)弹性(xing)本(ben)构(gou)(gou)(gou)方程在应力(li)(li)空间和(he)应变空间中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)表(biao)述(shu),并展示了(le)应变空间的(de)表(biao)述(shu)更(geng)能直观的(de)反应材料力(li)(li)学性(xing)质(zhi);塑(su)性(xing)本(ben)构(gou)(gou)(gou)关(guan)系在应力(li)(li)空间中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)表(biao)述(shu)可以分为屈服面和(he)屈服准(zhun)(zhun)则(ze)、加卸(xie)载准(zhun)(zhun)则(ze)和(he)流动(dong)准(zhun)(zhun)则(ze),同时反映(ying)了(le)应力(li)(li)空间中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)表(biao)述(shu)更(geng)适(shi)用于强化材料;结合千枚岩的(de)变形特点,构(gou)(gou)(gou)建了(le)千枚岩的(de)弹-塑(su)-软本(ben)构(gou)(gou)(gou)模型,阐述(shu)了(le)弹-塑(su)-软本(ben)构(gou)(gou)(gou)模型在应变空间中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)表(biao)述(shu),利用 Mohr-Coulomb 准(zhun)(zhun)则(ze)推导了(le)峰前塑(su)化和(he)应变软化阶段的(de)本(ben)构(gou)(gou)(gou)关(guan)系。

(4)根(gen)据千枚岩(yan)的(de)(de)(de)试验(yan)(yan)数(shu)据绘制了σ1-σ3关系曲(qu)线,通(tong)过几种适(shi)用于(yu)岩(yan)石材(cai)料的(de)(de)(de)强(qiang)度准(zhun)则对所得数(shu)据进行拟合;结(jie)果表(biao)明(ming):Mohr-Coulomb 强(qiang)度准(zhun)则预(yu)(yu)测值偏保守,Hoek-Brown 和(he)广义(yi) Hoek-Brown 强(qiang)度准(zhun)则在高(gao)围压(ya)(ya)区(qu)的(de)(de)(de)预(yu)(yu)测值过高(gao),Yoshida 经验(yan)(yan)准(zhun)则不能(neng)预(yu)(yu)测岩(yan)样(yang)的(de)(de)(de)拉应(ying)力。根(gen)据金属矿山(shan)特(te)(te)殊岩(yan)石的(de)(de)(de)强(qiang)度在高(gao)围压(ya)(ya)下呈幂函数(shu)型特(te)(te)点,并在 Yoshida 经验(yan)(yan)准(zhun)则和(he)考虑拉压(ya)(ya)结(jie)合的(de)(de)(de)基础上,提出了一(yi)种新的(de)(de)(de)幂函数(shu)型经验(yan)(yan)准(zhun)则;新准(zhun)则对 5 种岩(yan)样(yang)在高(gao)围压(ya)(ya)区(qu)和(he)拉力区(qu)的(de)(de)(de)拟合都展现出了很(hen)好的(de)(de)(de)效果,能(neng)够适(shi)用于(yu)类似金属矿山(shan)特(te)(te)殊岩(yan)石性质的(de)(de)(de)脆性岩(yan)石。

参考文献(xian)(略)

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