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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
饱水白砂岩折线与三维强度特征
  • 作者

    王云飞李洪军焦华喆李震宿辉

  • 单位

    河南理工大学土木工程学院华北水利水电大学岩土工程与水工结构研究院河北工程大学水利水电学院

  • 摘要
    为了研究干燥和饱水状态下白砂岩力学特性的差异及饱水对白砂岩力学行为的影响程度,采用RMT岩石力学试验系统进行了白砂岩干燥和饱水状态的单轴和三轴试验,研究结果表明:饱水使得白砂岩的线弹性变形特性减弱,而非线性屈服特性增强,且随着围压的增大,这一特性更加明显;围压大于20MPa时白砂岩应力应变曲线不出现压密阶段;饱水对白砂岩单轴时的强度劣化影响显著,软化效应明显即软化系数小,围压大于20MPa时,强度劣化影响和软化效应趋于一定值,单轴强度劣化率是高围压三轴强度劣化率定值的2.62倍,高围压时的软化系数定值是单轴时软化系数的1.387倍;围压小于20 MPa时弹性模量和变形模量劣化率随着围压的增大而近似线性减小,围压大于20MPa时劣化率基本趋于一定值;饱水对白砂岩黏聚力劣化效应显著而对内摩擦角劣化效应较小;根据完全拟合与屏蔽拟合效果,以30MPa为转折,建立了折线强度准则,根据白砂岩在子午面内的变化规律和William-Warnke偏平面函数确定了具体的白砂岩偏平面曲线,构建了干燥和饱水状态下白砂岩的三维强度经验准则,白砂岩单轴破坏内部损伤严重,分布区域广,微裂纹多处集聚并沿多个方向发展,形成多条主控破裂面,三轴时内部损伤发展集中,分布区域窄,微裂纹集聚和发展方向单一,形成单一主控破裂面。所得成果对受地下水影响的岩体工程设计中岩体参数的合理选择具有实际指导意义。
  • 关键词

    白砂岩饱水与干燥状态强度变形破坏特征

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(U1604142);河南省高等学校重点科研项目(21A440011);河南省重点研发与推广专项项目(212102310405);
  • 文章目录
    1 砂岩特性与试验方法
    2 白砂岩试验结果分析
    2.1 白砂岩应力应变特征
    2.2 强度劣化规律
    2.3 劣化机制分析
    2.4 折线强度准则
    2.5 三维空间强度特征
    2.6 破坏特性
    3 结论
  • 引用格式
    王云飞,李洪军,焦华喆,李震,宿辉.饱水白砂岩折线与三维强度特征[J].采矿与安全工程学报,2021,38(02):396-403.
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