基于CT試驗砂巖峰后本構關系及其力學性能研究.pdf

1、由開采擾動造成圍巖的破壞，圍巖應力重新分布，尤其是軟弱巖質的砂巖，由于巖質的特殊性，其破壞后的力學特性尤為復雜，破裂后的這部分砂巖一般處于峰值強度之后，由于受周圍應力的影響此時這部分巖體仍具有很高的支護強度。所以研究三軸應力作用下的砂巖峰后強度可以對地下軟弱巖質工程開挖提供指導意見，提前預測沖擊地壓、巖爆、塌方等重大事故，減少不必要的損失從而提高經(jīng)濟效益。
　　基于CT三軸加載試驗，通過試驗數(shù)據(jù)與理論分析對砂巖峰后力學性能進行闡明

2、，然后介入?yún)?shù)內(nèi)摩擦角作為內(nèi)變量再結合摩爾應力圓擬合出峰后彈性模量非線性擬合函數(shù)，進而得出巖石峰后本構模型；通過實驗與數(shù)值模擬對新建模型進行檢驗，得出實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生的應力應變曲線圖與數(shù)值模擬得到應力應變曲線圖變化趨勢基本保持一致。
　　運用上面建立的本構模型進行自定義寫入到FLAC3D中，進行模擬砂巖峰后三軸壓縮試驗，通過觀察試件模型在經(jīng)過前期的彈性階段后，進入到塑性區(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試件，此時試件模型進入到殘余應力階段。通過對新本構模型代入進行的巖石三軸加載的模擬與預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程，說明此次模擬試驗比較合理。
　　最后以工程實例為依托分別運用新建的本構模型與常規(guī)普通本構模型進行模擬計算，通過模擬計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