软弱岩石峰后应变软化力学特性研究.pdfVIP

No．3 第29卷第3期 岩石力学与工程学报 V01．29 2010年3月 ChineseJournal Mechanicsand March，2010 ofRock Engineering 软弱岩石峰后应变软化力学特性研究 陆银龙1～，王连国1～，杨峰1～，李玉杰1～，陈海敏1，2 (1．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008；2．中国矿业大学理学院，江苏徐州221008) ■要。软弱岩石给采矿工程中巷道支护和维护带来一系列棘手的问题，深入研究软弱岩石受力变形、破坏的机制 和规律，对于保证巷道围岩的安全和稳定具有十分重要的意义。通过对软弱泥岩进行常规三轴压缩试验，得到不 同围压下的全应力一应变关系曲线，然后依据峰后岩石任意一点应力状态均满足Mohr-Coulomb极限破坏条件的 假设。建立以广义黏聚力石和广义内摩擦角币两个状态参数来表征的软弱岩石后继屈服面模型。在此基础上。利 用试验数据绘制岩石峰后不同软化状态时的几组莫尔应力圆，通过“切线法”得出莫尔强度包络线的拟合方程， 进而确定出不同围压条件下的万和痧值，并借助Marlab软件对广义黏聚力石、广义内摩擦角多与等效塑性剪切 应变、围压之间的关系进行最小二乘曲面拟合，得出软弱岩石峰后力学参数的软化规律，结果表明：随着围压的 增加，广义黏聚力石值呈快速增加的趋势，而广义内摩擦角万值则显著减小；广义黏聚力石受岩石软化程度的影 响也十分明显，从岩石峰值状态到残余状态亭值迅速降低，平均降低53．88％，而广义内摩擦角币值在该软化过程 中则基本保持稳定。最后，将得到的广义黏聚力石和广义内摩擦角历的拟合方程嵌入到FLAC内置应变软化本构 关系中，并利用FLAC3D软件对模型的正确性进行数值模拟验证，结果表明数值模拟曲线与试验曲线比较吻合。 关t词：岩石力学；软弱岩石；后继屈服面：峰后应变软化：广义黏聚力；广义内摩擦角；软化状态；围压 45 中田分类号lTu 文l-t标识码：A 文章编号i 1000—6915(2010)03—0640—09 PoST．PEAKSTRAINSoFTENINGMECHANICALPRoPERTIES OFWEAKRoCK LU Liangu01～，YANG Haiminl·2 Yinlon91～，WANG Fen91～，LIYujiel～，CHEN Geomechanics and (1．StateKeyLaboratoryforandDeepUndergroundEngineering，ChinaUniversity Technology， ofMining 221008，China．2．School and Xuzhou，diangsu ofSciences，ChinaUniversityofMiningTechnology，Xuzhou。 Jiangsu221008，China) seriesofdifficultlssuestotunnel in Abstract：Weakrock abouta andmaintenance brings support