软弱岩石峰后应变软化力学特性研究
软弱岩石给采矿工程中巷道支护和维护带来一系列棘手的问题,深入研究软弱岩石受力变形、破坏的机制和规律,对于保证巷道围岩的安全和稳定具有十分重要的意义.通过对软弱泥岩进行常规三轴压缩试验,得到不同围压下的全应力-应变关系曲线,然后依据峰后岩石任意一点应力状态均满足Mohr-Coulomb极限破坏条件的假设,建立以广义黏聚力(-c)和广义内摩擦角(-φ)两个状态参数来表征的软弱岩石后继屈服面模型.在此基础上,利用试验数据绘制岩石峰后不同软化状态时的几组莫尔应力圆,通过"切线法"得出莫尔强度包络线的拟合方程,进而确定出不同围压条件下的(-c)和(-φ)值,并借助Matlab软件对广义黏聚力(-c)、广义内摩擦角(-φ)与等效塑性剪切应变、围压之间的关系进行最小二乘曲面拟合,得出软弱岩石峰后力学参数的软化规律,结果表明:随着围压的增加,广义黏聚力值呈快速增加的趋势,而广义内摩擦角(-φ)值则显著减小;广义黏聚力(-c)受岩石软化程度的影响也十分明显,从岩石峰值状态到残余状态值迅速降低,平均降低53.88%,而广义内摩擦角(-φ)值在该软化过程中则基本保持稳定.最后,将得到的广义黏聚力(-c)和广义内摩擦角(-φ)的拟合方程嵌入到FLAC内置应变软化本构关系中,并利用FLAC~(3D)软件对模型的正确性进行数值模拟验证,结果表明数值模拟曲线与试验曲线比较吻合.
岩石力学、软弱岩石、后继屈服面、峰后应变软化、广义黏聚力、广义内摩擦角、软化状态、围压
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TU45(土力学、地基基础工程)
国家自然科学基金资助项目50874103;江苏省自然科学基金资助项目BK2008135;国家重点基础研究发展计划973项目2006CB202210
2010-05-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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640-648
