層狀砂巖各向異性卸荷力學特性研究.pdf

1、各向異性是砂巖的一個重要性質。層狀砂巖常常表現為橫觀各向同性，對圍巖的變形和應力分布的影響十分顯著，層狀砂巖有著復雜的力學特性，是影響工程長期穩(wěn)定性的關鍵因素，深入開展層狀砂巖力學特性方面的研究具有重要意義。本文選取砂巖為研究對象，通過室內試驗開展其力學特性方面的各向異性研究，主要研究內容如下：
　　1）采用RMT-150C巖石力學試驗系統(tǒng)對不同層理砂巖進行巴西圓盤劈裂試驗，研究了層理角度對層狀砂巖抗拉強度以及破壞模式的影響，建立

2、了抗拉強度與層理角度的經驗公式，通過對不同層理砂巖的劈裂破壞模式進行分析提出了對抗拉強度公式的質疑。
　　2）采用RMT-150C對橫觀各向同性砂巖進行單軸和三軸壓縮試驗，獲得了全程應力-應變曲線，研究了縱波波速、應力應變曲線、單軸和三軸抗壓強度、變形參數和強度參數隨著層理角度的變化規(guī)律，分析總結各向異性特征對砂巖縱波波速、單軸和三軸抗壓強度、變形參數和強度參數的影響規(guī)律；通過觀察不同層理角度砂巖試樣的破壞過程和破壞裂紋圖，確定了

3、試樣的破壞發(fā)展過程和最終破壞模式與層理角度和圍壓的關系，總結了圍壓和層理角度變化對破壞模式的影響。
　　3）采用RMT-150C對橫觀各向同性砂巖進行卸荷試驗，獲得了全程應力應變曲線，研究了不同層理角度下砂巖的應力-應變曲線、加載階段彈性模量、卸荷階段變形模量、峰值強度和強度參數隨著層理角度的變化規(guī)律；通過觀察試樣的破壞發(fā)展過程和最終破壞模式，總結了不同層理角度砂巖卸荷破壞模式的各向異性。
　　4）系統(tǒng)總結了三種不同層理傾角

4、巖體破壞準則的基礎上，通過對非連續(xù)破壞準則的研究，基于Mohr-Coulomb準則、弱面強度理論和最大軸向應變理論，提出了一個不同層理傾角砂巖加卸載破壞準則，并且分析了參數中的力學含義，給出參數的確定方法，并與本文試驗結果進行對比，理論強度曲線與試驗數據具有較好的一致性，表明該破壞準則可以較好的描述材料的各向異性，驗證了不同層理傾角砂巖加卸載破壞準則的正確性。
　　5）系統(tǒng)總結了層狀巖體各向異性的本構關系以及彈性參數隨層理角度的轉