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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
考虑中间主应力效应的修正Hoek-Brown真三轴强度准则
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  • 作者

    李亚鹏吴晓锁张强蒋斌松

  • 单位

    中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

  • 摘要

    为了改善Hoek-Brown强度准则未考虑中间主应力对岩石强度的影响,通过岩石真三轴试验结果分析了岩石强度的演化规律,引入中间主应力系数量化对岩石真三轴强度的影响,考虑Hoek-Brown强度准则中的参数和岩石应力水平间的关联性,提出了基于拉格朗日插值方法的修正岩石真三轴Hoek-Brown强度准则,分析了其空间包络特征。最后利用7种岩石的真三轴试验数据与其它3种真三轴强度准则进行最优拟合误差分析,探讨了修正强度准则的合理性。研究结果表明:岩石强度随着最小主应力的增加逐渐增大,随着中间主应力的增加则呈现先增大再减小的变化规律,表现出显著的区间效应;修正强度准则不仅能够继承Hoek-Brown强度准则在子午面上的非线性优点,且能够表征岩石强度在应力空间中的基本特性;线性和非线性插值形式的修正强度准则空间包络面分别为非等边的六棱锥面以及能够满足拉压子午面区间连续光滑要求的圆锥面;修正强度准则能够较好地预测岩石真三轴试验强度,较为合理地反映中间主应力对岩石强度的影响;相比于线性插值形式强度准则,二次插值形式强度准则能够提高岩石强度的预测精度约1.2~2.0倍;相较于其他真三轴强度准则,修正强度准则对不同硬脆性岩石的真三轴试验结果均具有良好的强度预测精度,体现了修正强度准则的适用性和可靠性。

  • 关键词

    岩石Hoek-Brown强度准则真三轴试验中间主应力拉格朗日插值

  • 文章目录

    0 引 言
    1 Hoek-Brown强度准则
    2 考虑中间主应力效应的修正Hoek-Brown真三轴强度准则
    2.1 中间主应力效应
    2.2 修正真三轴Hoek-Brown强度准则
    3 强度准则验证
    3.1 参数取值和误差计算方法
    3.2 拟合误差分析
    4 其他真三轴强度准则对比
    4.1 其他真三轴强度准则
    4.2 对比结果
    5 结 论

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