浅谈泥质砂岩的应力应变及强度特性研究

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1、长安大学硕士学位论文泥质砂岩的应力应变及强度特性研究姓名：岳喜军申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：雷胜友20100525摘要作者进行了泥质砂岩的物理化学性质测试，开展了岩石的单轴、三轴试验研究，在试验中，加载方向分为轴向荷载平行于试样层理和垂直于试样层理两种情况，所得砂岩应力应变曲线皆呈应变软化型。单轴试验结果表明，加载方向平行于试样层理所得的强度比加载方向垂直时所得强度小；泥质砂岩遇水软化现象明显，单轴压缩强度与含水量的关系呈指数形式；受爆破影响的试样单轴强度是未经爆破扰动的38％，受爆破影响试样的弹性模量是未经爆破扰动试样的30％。三轴试验结果表明，加载方向平行于试样层理时的

2、粘聚力和内摩角都比加载方向垂直于层理时的小，含水量对粘聚力的影响显著，对内摩擦角几乎无影响。用修正的邓肯一张模型能够较好地预测砂岩的前应力应变曲线，作者还尝试着用对称的方法研究了砂岩应力应变曲线的变化特点，得到一些具有启示意义的结果。最后用ANSYS程序对某公路隧道的开挖支护过程进行了数值模拟，其计算出的拱顶下沉量和实测值比较接近。关键词：泥质砂岩，物理化学性质，单轴试验，三轴试验，本构关系AbstractTheauthoranalysedargillaceoussandstone’Sphysicalpropertiesandchemicalpropertie宣，carriedoutth

3、euniaxialcompressiontestsandthetriaxialcompressiontestsonargillaceoussandstone，inwhich，theloadingdirectionareparallelandverticaltothebeddingofrocksamplerespectively，andfoundallofthestress—straincurvespossessstrainsoftening．Thestrengthsofsandsonefromuniaxialcompressiontests，inwhichtheloadingdirect

4、ionareparalleltothebeddingofrocksample，arelessthanthattheloadingdirectionbeingverticaltothebeddingofrocksample．Argillaceoussandstonebecomessoftengreatlywhenitmeetwater,therelationshipbetweenthestrengthofuniaxialcompressionandwatercontentpossessesexponentform．Thestrengthofthesampledisturbedbyblast

5、ingis38％ofthatofsampleundisturbed．elasticmodulusofthesampledisturbedbyblastingis30％ofthatofsampleundisturbed．Thecohesionandinnerfrictionangleforloadingdirectionbeingverticaltothebeddingofrocksamplealegreaterthanthatofloadingdirectionbeingparalleltothebeddingofrocksample．Watercontentaffectcohesion

6、apparently，doesnotaffectinneranglealmost．UsingmodifiedDuncan—Zhangmodel，theauthorcomputedthestress-strainofthesandstone，whichagree谢tlltheresultfromthetriaxialcompressiontests，andtriedtoinvestigatesymmetryconstitutiverelationshipofsandstoneinthemethodsetforwardbytheauthor．Finally，theANSYSprogramis

7、appliedtosimulatetheprocessofexcavatingandsupporttingatunnellocatedinJingbiancountyintheShaanxiProvince．Keywords：argillaceoussandstone，physicalandchemicalproperties，uniaxialexperiment，triaxialtest，constitutiverelations