不同高径比时软岩强度与变形尺寸效应试验研究

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1、万方数据第4l卷第3期中南大学学报(自然科学版)V01．4lNo．31111堡!旦=!竺竺!!苎!!!篁!翌!苎!璺竺竺!皇旦翌!!!!!!堕!璺!!!坚!!竺璺璺旦!坠翌竺!竺曼堕些垩：!竺12不同高径比时软岩强度与变形尺寸效应试验研究陈瑜，黄永恒，曹平，衣永亮，李娜，李丽娟(中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙，410083)摘要：对2组直径约为50锄、高径比为l~2、岩性分别为贫矿和白云石大理岩的岩石样本，通过单轴压缩试验，对其尺寸效应进行研究对比。结果表明：岩石应力一应变关系曲线的曲率随高径比的增大而增大；岩石的变形模量

2、和弹性模量随高径比的增大而呈现非线性增大；在小高径比时岩石的破裂形式较复杂，在大高径比时，呈劈裂破坏和剪切破坏：岩石的抗压强度随高径比的增大呈增大趋势。关键词：岩石力学；尺寸效应；强度；高径比；破裂形式中图分类号：11J458+．3文献标志码：A文章编号：1672—7207(20lO)03—1073—06Sizeef艳ctexperimentalstudyofstrengthanddef．ormationindi们．erentheight—to-diameterratiosoI．trOcksCHENYu，HUANGYong-he

3、ng，CAOPing，ⅥY．ong—li孤g，LINa，LILi-j啪(SchoolofResourc髓柚dSaf时啪嘶ng，CennmS伽thUniv粥i劬Changsl豫410083，Chin矗)Abstract：Thel啪。他舭1ddolomitemaIblerocks锄pleswimthes卸∞di锄ct盯(abdut50mm)andthemtioofhei班todi锄et盯(1—2)we佗stlldied．Thellnia妇alc伽pressiontegtswe托carricdollt∞a8eⅣo^con廿0Iledt

4、cs痂培machine，柚dtbesizee饪．鳅w懿cmnl'arcdTheresultsshowmatthec埘watIlrcofs仃ess-s仃aincurv髂increa孵swithmeincrea∞ofthe硎oofhci星蛳todi枷e航Therock’sde痂咀nationmodIulus觚deI邪ticmodulusinc托ase枷lineadywithmeincre私eoft11e枷oofheighttodiarn鼬盱．The翻1ureofrockspecime雌withsmn枷oofheighttodiame

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6、用和大气风化作用，在岩石内部形成各种类型的空隙、微裂隙及肉眼可见的各种缺陷，它们直接影响岩石的物理力学性质，因此，不同的岩石样本的力学性质常表现出差异，即产生所谓尺寸效应【I】。软岩是一种在特定环境下具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质，其强度低，孔隙度大，胶结程度差，受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性黏土矿物。本文所采用的实验试件均为金川二矿区的典型软岩。Huds∞等【2J基于不同尺寸大理岩石的单轴压缩试验结果表明：岩石抗压强度随岩样高径比变化而变化，具有尺寸效应，但他们并没有对岩石材料尺寸与强度的定量关系以及机理进行探

7、讨；刘宝琛等【3】对前人做过的7种岩石单轴抗压强度试验结果进行了分析，得到岩石强度随试样尺寸呈指数型衰减规律的公式：杨圣奇【4】对岩石材料的非均质性与强度尺寸效应之间的关系进行了讨论，指出岩样尺寸效应不仅体现在强度收稿日期：2009-01—10；修回日期：2009—04一19基金项目：国家自然科学基金资助项目(50774093，10972238)；中南大学研究生学位论文创新选题资助项目(134377237，2009ssxt229)通信作者：曹平(1959．)，男，湖南祁东人，博士，教授，博士生导师，从事岩石力学与工程的教学和科研

8、工作；电话：073．1．88879263；BmBil：pc幻csu@sohu．com万方数据1074中南大学学报(自然科学版)第4l卷的平均值上，而且与强度的离散性相关，同时对单轴拉伸强度的尺寸效应进行了定性分析，得到岩样单轴拉伸的平均强度随尺度的增大而降低的规