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岩石单轴压缩条件下裂纹扩展试验研究——以片状岩石为例
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院工程地质力学重点实验室,北京100029, [2]盾构及掘进技术国家重点实验室,河南郑州450001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50979051); 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室资助课题(Z110808)
中文摘要:

为研究片状岩石渐进性破坏,首先对其应力门槛值:裂纹起始应力σci、裂纹破坏应力σcd、单轴抗压峰值强度σf及相互间的关系进行系统的总结和论述。基于片状岩石——丹巴二云英片岩单轴压缩试验轴向应力-轴向/径向应变曲线,首次将岩石渐进性破坏过程应力门槛值分析应用于片状岩石,得出加载方向与片理面方向平行、垂直和成30°夹角3种加载条件下的应力门槛值,并将其与其他岩石种类的应力门槛值研究结果进行比较。结果表明裂纹扩展过程与岩石种类有关,不同岩石矿物颗粒、胶结状况、片理面发育情况等因素都会影响岩石的渐进性破坏过程,从而对应不同的应力门槛值范围。二云英片岩的试验结果直接表明,由于片理面的发育,片状单轴压缩条件下的裂纹扩展过程存在显著的各向异性,这一特点显著区别于其他种类岩石,在地下工程开挖中应对其进行具体的量化分析,以指导开挖设计和支护加固。

英文摘要:

To study the progressive failure of schistose rock,three stress thresholds,i.e.crack initiation stress,crack damage stress and uniaxial compression peak strength,and their relationship between each other are summarized and discussed systematically.Based on the uniaxial compression axial stress-axial/radial strain curves of Danba quartz mica schist,analysis of stress thresholds of schistose rock in progressive failure process are firstly applied to schistose rock.Stress thresholds under the three conditions of schistose foliation oriented perpendicular,parallel,and at 30° to loading direction respectively are obtained,which are compared with those of other sorts of rock in references.Results show that the crack propagation are related to rock type.Grain size of mineral,cement bond quality between mineral grains and schistose and joint plane development are all the factors to influence the progressive failure process of rock.Different stress threshold ranges of different types of rock are then got accordingly.Experimental research results of quartz mica schist indicate that due to the joint plane developments,strong anisotropy exists in the schistose rock crack propagation under uniaxial compression.This distinguishing characteristics should be considered quantitatively during underground excavation and support design.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823