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科研進(jìn)展

武漢巖土所巖石強度準則研究取得進(jìn)展

發(fā)表日期:2021-04-29來(lái)源:武漢巖土力學(xué)研究所放大 縮小

  強度準則是巖石力學(xué)理論研究和工程應用中的一個(gè)重要問(wèn)題。過(guò)去的研究已經(jīng)提出了許多巖石破壞準則,其中Mohr-Coulomb準則和Hoek-Brown準則應用最廣泛,但均未考慮中間主應力。實(shí)際上,試驗已經(jīng)證實(shí)了中間主應力對巖石強度有實(shí)質(zhì)性影響。

  中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所計算巖石力學(xué)課題組提出了一種簡(jiǎn)單的巖石強度準則。該準則考慮了中間主應力在巖石破壞過(guò)程中的作用。表達的之間的關(guān)系不是像Mohr-Coulomb準則那樣的直線(xiàn)關(guān)系,也不是像Hoek-Brown準則那樣的曲線(xiàn)關(guān)系,而是一條帶狀關(guān)系,反映了中間主應力的影響。


  之間的關(guān)系(藍色區域為當前準則下95%的置信區間)  

  與線(xiàn)性莫爾-庫侖破壞準則相比,該模型在子午面上是非線(xiàn)性?huà)佄锞€(xiàn),使得該準則更適用于巖石力學(xué)。此外,在數值分析中,該準則比Mohr-Coulomb準則和Hoek-Brown準則更容易收斂:它在屈服面上有3條非光滑棱線(xiàn),而Mohr-Coulomb準則和Hoek-Brown準則有6條非光滑的棱線(xiàn)?! ?/font>

  

主應力空間下的圖像  

  通過(guò)經(jīng)典文獻所提供的8組實(shí)驗數據的驗證表明:所提出的強度準則比Mohr-Coulomb準則、Hoek-Brown準則、Drucker-Prager準則和修正Lade-Duncan準則更適合于巖石。該項研究最近在Mechanics of Materials上發(fā)表。

  8組巖石的三種模型的確定性系數: (1) Dunham Dolomite, (2) Solenhofen Limestone, (3) Mizuho Trachyte, (4) Shirahama Sandstone, (5) KTB Amphibolite, (6) Marble, (7) Westerly Granite and (8) Yuubari shale?! ?/font>

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