科研進(jìn)展
強(qiáng)度準(zhǔn)則是巖石力學(xué)理論研究和工程應(yīng)用中的一個(gè)重要問題。過去的研究已經(jīng)提出了許多巖石破壞準(zhǔn)則,其中Mohr-Coulomb準(zhǔn)則和Hoek-Brown準(zhǔn)則應(yīng)用最廣泛,但均未考慮中間主應(yīng)力。實(shí)際上,試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了中間主應(yīng)力對巖石強(qiáng)度有實(shí)質(zhì)性影響。
中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所計(jì)算巖石力學(xué)課題組提出了一種簡單的巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則考慮了中間主應(yīng)力在巖石破壞過程中的作用。表達(dá)的和之間的關(guān)系不是像Mohr-Coulomb準(zhǔn)則那樣的直線關(guān)系,也不是像Hoek-Brown準(zhǔn)則那樣的曲線關(guān)系,而是一條帶狀關(guān)系,反映了中間主應(yīng)力的影響。
與之間的關(guān)系(藍(lán)色區(qū)域?yàn)楫?dāng)前準(zhǔn)則下95%的置信區(qū)間)
與線性莫爾-庫侖破壞準(zhǔn)則相比,該模型在子午面上是非線性拋物線,使得該準(zhǔn)則更適用于巖石力學(xué)。此外,在數(shù)值分析中,該準(zhǔn)則比Mohr-Coulomb準(zhǔn)則和Hoek-Brown準(zhǔn)則更容易收斂:它在屈服面上有3條非光滑棱線,而Mohr-Coulomb準(zhǔn)則和Hoek-Brown準(zhǔn)則有6條非光滑的棱線。
主應(yīng)力空間下的圖像
通過經(jīng)典文獻(xiàn)所提供的8組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證表明:所提出的強(qiáng)度準(zhǔn)則比Mohr-Coulomb準(zhǔn)則、Hoek-Brown準(zhǔn)則、Drucker-Prager準(zhǔn)則和修正Lade-Duncan準(zhǔn)則更適合于巖石。該項(xiàng)研究最近在Mechanics of Materials上發(fā)表。
8組巖石的三種模型的確定性系數(shù): (1) Dunham Dolomite, (2) Solenhofen Limestone, (3) Mizuho Trachyte, (4) Shirahama Sandstone, (5) KTB Amphibolite, (6) Marble, (7) Westerly Granite and (8) Yuubari shale?! ?/font>