【摘 要】
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通过分析具有脆性跌落特性的脆性岩石单轴强度试验中的特征应力和破坏规律,探讨了脆性岩石单轴抗压起裂应力水平与Hoek-Brown材料常数mi及抗拉强度的内在联系.在Griffith(格里菲斯)强度理论及脆性岩石拉伸和压缩两种条件下裂纹起裂、扩展变化规律的基础上,定义起裂应力水平指标σci/σc,并重新定义适用于岩石材料的压拉强度比计算公式.采用TAW-2000电液伺服岩石三轴试验机分别进行了闪长岩、
【机 构】
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中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室,北京100029
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通过分析具有脆性跌落特性的脆性岩石单轴强度试验中的特征应力和破坏规律,探讨了脆性岩石单轴抗压起裂应力水平与Hoek-Brown材料常数mi及抗拉强度的内在联系.在Griffith(格里菲斯)强度理论及脆性岩石拉伸和压缩两种条件下裂纹起裂、扩展变化规律的基础上,定义起裂应力水平指标σci/σc,并重新定义适用于岩石材料的压拉强度比计算公式.采用TAW-2000电液伺服岩石三轴试验机分别进行了闪长岩、花岗岩和砂岩3种脆性岩石的室内单轴强度试验,借助裂纹体积应变拐点得到了3种脆性岩石的特征应力值,探讨了特征应力强度值间的关系,验证了方法的可行性和实用性.结果表明,(1)由Griffith理论得出的单轴抗压强度为抗拉强度的8倍已不适用于脆性岩石材料,结合岩石的起裂应力和单轴压缩强度重新定义压拉比Rc=8σc/σci;(2) Hoek-Brown强度破坏包络线仅给出了高应力状态mi值,与应力水平相关,应当分段表示,拉应力及低压应力水平下满足mi=Rc=S×σc/σci,高压应力状态下(mi)c=12×σc/σci;(3)脆性岩石的拉抗强度和压缩起裂应力两者基本满足σt=σci/8.研究结果作为一种实用估算方法,可为岩石拉强度比及Hoek-Brown材料常数mi值的确定提供一条新的思路.
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