【摘要】：為研究不同應力條件下層理對高孔隙率巖石材料破壞模式、彈性模量以及強度的影響,針對各向異性的石英砂巖,采用靜水預壓縮 增大軸向應力的加載方式,進行了多組帶有不同層理角度試樣的三軸試驗。試驗結果表明,不同應力條件下各向異性的石英砂巖試樣表現出不同的變形破壞特征,以30 MPa圍壓為界,低圍壓范圍內破壞模式為剪切型破壞,在該范圍內隨著圍壓增大破壞面由傾斜轉向水平,并受到試樣層理角度不同程度的影響,高圍壓范圍內受到層理的影響分為剪切屈服和體積屈服兩種破壞模式;隨著圍壓的增大,新閉合的孔隙裂紋數目減少,各向異性對彈性模量的影響呈現降低趨勢,彈性模量增長速率降低,彈性模量在層理分布角度?=60°時都會出現下降的現象;不同層理分布試樣的強度曲線呈U型,圍壓在0~20 MPa范圍內試樣?=30°強度最低,圍壓在30~60 MPa范圍內強度最低試樣轉化到?=45°附近;不同層理角度石英砂巖的強度特征系數隨著圍壓的增大而逐漸減小,圍壓大于30 MPa后該系數逐漸趨于穩定。
[Abstract]:In order to study the effects of bedding on the failure mode, elastic modulus and strength of high porosity rock materials under different stress conditions, a static water precompression method is used to increase axial stress for anisotropic quartz sandstone. Triaxial tests with different bedding angles were carried out. The experimental results show that the anisotropic quartz sandstone specimens exhibit different deformation and failure characteristics under different stress conditions, and the failure mode is shear type in the range of low confining pressure with 30 MPa confining pressure as the boundary. In this range, the failure surface changes from inclined to horizontal with the increase of confining pressure, and is affected by different degrees of stratification angle of specimen. In the range of high confining pressure, the failure modes of shear yield and volume yield are divided into two kinds of failure modes: shear yield and volume yield. With the increase of confining pressure, the number of newly closed pore cracks decreases, the effect of anisotropy on elastic modulus decreases, the growth rate of elastic modulus decreases, and the elastic modulus decreases when the bedding distribution angle is 60 擄. The strength curve of the specimens with different bedding distribution is U shape, the strength of the specimens is the lowest in the range of 0 ~ 20 MPa, and the lowest is? = 45 擄in the range of 30 ~ 60 MPa. The strength characteristic coefficient of quartz sandstone with different bedding angles decreases with the increase of confining pressure, and the coefficient tends to be stable when the confining pressure is more than 30 MPa.
【作者單位】： 北京科技大學金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室;大連理工大學工程力學系;
【基金】：國家自然科學基金項目(No.51574014)~~
【分類號】：TU45

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本文編號：2265497