基于主应力σ_(2)σ_(3)为参数的岩石破坏强度准则

作     者：耿飞 李小军 徐超 温增平 GENG Fei;LI Xiaojun;XU Chao;WEN Zengping

作者机构：中国地震局地球物理研究所北京100081 北京工业大学建筑工程学院北京100124 

出 版 物：《应用基础与工程科学学报》 (Journal of Basic Science and Engineering)

年 卷 期：2022年第30卷第1期

页      面：89-100页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0813[工学-建筑学] 081301[工学-建筑历史与理论] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC1500405) 中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项(DQJB19B24,DQJB17T04) 

主　　题：岩石 岩石力学 破坏强度 真三轴 显式强度准则 经验强度准则 主应力 

摘      要：本文提出了一种基于中间主应力和最小主应力乘积(σ_(2)σ_(3))为参数的显式岩石破坏强度准则.该准则通过骨架曲线和分支曲线两部分来描述岩石的强度规律.骨架曲线即三轴压缩实验的结果,分支曲线即最小主应力固定的实验结果.通过研究岩石真三轴压缩实验结果发现岩石的破坏强度与中间主应力和最小主应力乘积的平方根(√σ_(2)σ_(3))之间存在着较强的相关性,并且平面内骨架曲线和分支曲线在交点处的斜率相等.推导出了在最大主应力和中间主应力平面内,骨架曲线的斜率在交点处是分支曲线斜率的2倍.对于同一种岩石,在最大和中间主应力平面内随着中间主应力和最小主应力的差值达到某个值,所有分支曲线其斜率逐渐衰减为0,岩石的破坏强度达到最大值.基于以上特征,得到骨架及分支曲线的函数形式.本文提出的岩石强度准则经过实验数据的检验,并与其他准则的计算结果进行对比.结果表明本文提出的岩石强度准则可以较好地拟合岩石材料在三轴受压条件下的破坏强度.此外,该强度准则可以用较少的数据拟合出相对比较稳定精确的结果,显示了该准则的稳定性与合理性.