基于CT試驗(yàn)砂巖峰后本構(gòu)關(guān)系及其力學(xué)性能研究.pdf

1、由開采擾動(dòng)造成圍巖的破壞，圍巖應(yīng)力重新分布，尤其是軟弱巖質(zhì)的砂巖，由于巖質(zhì)的特殊性，其破壞后的力學(xué)特性尤為復(fù)雜，破裂后的這部分砂巖一般處于峰值強(qiáng)度之后，由于受周圍應(yīng)力的影響此時(shí)這部分巖體仍具有很高的支護(hù)強(qiáng)度。所以研究三軸應(yīng)力作用下的砂巖峰后強(qiáng)度可以對(duì)地下軟弱巖質(zhì)工程開挖提供指導(dǎo)意見，提前預(yù)測(cè)沖擊地壓、巖爆、塌方等重大事故，減少不必要的損失從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　基于CT三軸加載試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析對(duì)砂巖峰后力學(xué)性能進(jìn)行闡明

2、，然后介入?yún)?shù)內(nèi)摩擦角作為內(nèi)變量再結(jié)合摩爾應(yīng)力圓擬合出峰后彈性模量非線性擬合函數(shù)，進(jìn)而得出巖石峰后本構(gòu)模型；通過(guò)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬對(duì)新建模型進(jìn)行檢驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖與數(shù)值模擬得到應(yīng)力應(yīng)變曲線圖變化趨勢(shì)基本保持一致。
　　運(yùn)用上面建立的本構(gòu)模型進(jìn)行自定義寫入到FLAC3D中，進(jìn)行模擬砂巖峰后三軸壓縮試驗(yàn)，通過(guò)觀察試件模型在經(jīng)過(guò)前期的彈性階段后，進(jìn)入到塑性區(qū)，隨著載荷的逐漸增加塑性區(qū)逐漸增大，剪切破壞區(qū)首先由中間開始然后

3、向兩邊擴(kuò)展，繼續(xù)增加載荷，模型試件開始沿45度剪切破壞，直到上下兩部分的裂紋匯合接著裂紋貫穿了整個(gè)試件，此時(shí)試件模型進(jìn)入到殘余應(yīng)力階段。通過(guò)對(duì)新本構(gòu)模型代入進(jìn)行的巖石三軸加載的模擬與預(yù)期砂巖試件的破壞形態(tài)相吻合，模擬出了砂巖剪切破壞的全過(guò)程，說(shuō)明此次模擬試驗(yàn)比較合理。
　　最后以工程實(shí)例為依托分別運(yùn)用新建的本構(gòu)模型與常規(guī)普通本構(gòu)模型進(jìn)行模擬計(jì)算，通過(guò)模擬計(jì)算可以看出新建模型在水平收斂、拱頂沉降、掌子面的擠出等巷道形變大于常規(guī)模型的