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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
基于断裂力学的层状岩石Hoek-Brown准则修正模型研究
  • 作者

    李英杰王炳乾左建平薛东杰刘德军

  • 单位

    中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

  • 摘要
    本文基于各向同性Hoek-Brown强度准则的断裂力学理论,从层状岩石细观断裂机理出发,分析初始微裂纹沿层理分叉后起裂条件,考虑初始裂纹引发岩石破裂的临界角,建立层理弱面主导裂纹偏转的参数m1各向异性公式,引入考虑岩石沿层理和基质混合破裂修正系数,得到Hoek-Brown强度准则的各向异性修正模型。对比其他各向异性Hoek-Brown模型以及页岩三轴试验结果证明了模型的有效性。修正模型继承了各向同性Hoek-Brown强度准则的断裂力学理论对于岩石破坏特征量的选择,反映了岩石的细观破坏机理,同时考虑层理各向异性的影响,准则中的相关参数物理意义明确。模型中参数m与层理面角度、层理及岩石的抗拉强度、抗压强度、摩擦系数有关,其中层理面摩擦系数的变化会引起参数m极小值点位置及岩石强度特性发生改变。
  • 关键词

    层状岩石Hoek-Brown准则断裂力学起裂准则各向异性修正

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金(51604275);中国矿业大学(北京)越崎青年学者奖励计划;大学生创新训练(C202006003);
  • 文章目录
    1 各向同性Hoek-Brown准则断裂力学分析
    2 Hoek-Brown准则各向异性修正
    2.1 模型参数m的各向异性修正
    2.2 模型各向异性修正
    2.3 修正系数α和摩擦系数μ对m的影响分析
    3 各向异性修正模型参数确定及验证
    5 结 论
  • 引用格式
    李英杰,王炳乾,左建平,薛东杰,刘德军.基于断裂力学的层状岩石Hoek-Brown准则修正模型研究[J].矿业科学学报,2022,7(04):481-489.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2022.04.010.
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