岩石点荷载试验研究与分析

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点荷载试验是一种快速预测岩石强度的有效方法。开展岩石点荷载强度特性及其破坏特性试验研究与分析,对完善岩石点荷载测试技术及岩土工程的安全稳定性的评价都具有重要作用。论文对岩石点荷载强度指标的影响因素进行归纳总结,开展了不同形状和不同尺寸下岩石的点荷载强度试验;分析两种主要计算模式和不同修正指数m对点荷载强度计算的影响;分析各向异性对岩石强度特征和破坏形式的影响;基于试验结果获得点荷载强度和单轴抗压强度的换算关系式;采用岩石破裂过程弹塑性细胞自动机分析系统(EPCA)分析点荷载作用下岩石的破坏机理。主要内容如下:(1)开展了三种不同形状试样(圆柱体、方块体、不规则块体)和三种不同直径(38mm、50mm、75mm)的圆柱体试样的点荷载试验,通过对破坏面积Af和等效直径De的平方分别与破坏荷载P进行相关性和误差分析,对比两种最为经典的点荷载计算模式,同时分析形状效应和尺寸效应对点荷载强度指标的影响,最后结合国内外主要规范中的修正指数m计算后的点荷载强度Is(50),讨论不同修正指数m对点荷载强度指标的影响。(2)开展了片麻岩的点荷载试验和单轴压缩试验,分析各向异性对点荷载强度的修正指数m、强度特征和破坏形式的影响,最后得到了岩石强度各向异性指数。(3)开展了岩石的点荷载强度试验和单轴压缩试验,在分析统计的基础上,建立点荷载强度IS(50)与单轴抗压强度UCS的转换关系。(4)采用岩石破裂过程弹塑性细胞自动机分析系统(EPCA)进行点荷载数值试验研究,分析不同均质度下岩石的破裂形式与强度特性,揭示了点荷载试验的破坏机理。
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