载荷接触条件对岩石抗拉强度的影响

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1、第25卷第1期岩石力学与工程学报Vol.25No.12006年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2006载荷接触条件对岩石抗拉强度的影响121徐根，陈枫，肖建清(1.中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083；2.中南大学现代分析测试中心，湖南长沙410083)摘要：岩石抗拉强度是岩石的一个重要力学性质，也是岩石结构的强度设计与稳定性分析的一个控制参数。在测试岩石抗拉强度的巴西圆盘劈裂试验中，载荷接触方式以及垫条尺寸等对测试结果会产生重要影响，但测试中尚无严格规定，从而造成抗拉强度测试结果有很大的离散性。通过有

2、限元数值计算与理论分析相结合的方法，对不同载荷接触条件和接触面宽度角下的岩石抗拉强度进行了深入分析，结果表明，在圆弧形和平台加载条件下计算的岩石抗拉强度随载荷接触宽度角α的增大而增大。不同尺寸圆钢垫条的巴西圆盘劈裂试验结果也表明，岩石抗拉强度测试值随垫条直径的增大而增大，与理论分析相符。对试验所采用的白色大理岩，将垫条直径与试样直径的比值d/D控制在0.024～0.040范围内，测试结果比较接近数值计算值，且比较稳定。这一结论为岩石抗拉强度的正确测定奠定了理论和试验基础。关键词：岩石力学；岩石抗拉强度；载荷接触条件；接触面宽度中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6

3、915(2006)01–0168–06INFLUENCEOFLOADCONTACTCONDITIONONROCKTENSILESTRENGTH121XUGen，CHENFeng，XIAOJian-qing(1.SchoolofResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha，Hunan410083，China；2.MechanicalTestingCenter，CentralSouthUniversity，Changsha，Hunan410083，China)Abstract：Tensilestrengthi

4、soneofthemostimportantmechanicalpropertiesofrockfordesignofsubterraneanengineeringconstructions.Itisalsoakeyparameterofrockforstrengthdesign，safetyandstabilityanalysisofrockstructures.TheBraziliantestisanessentialmethodfortestingtensilestrengthofrock，whichiswidelyusedinthegeotechnicalengineeri

5、ngandrockmechanics.Thereisagreatdifference，however，inthetestingresultsoftensilestrengthduetodifferentcontactconditions.NumericalcalculationofFEMandexperimentalinvestigationsareusedinthepresentresearch.Theinfluenceofloadingconditionandsizeofindenteronthetensilestrengthofrockhasbeeninvestigated.

6、Theresultsobtainedbynumericalcalculationandexperimentsshowthattensilestrengthofrockwillincreasewiththeincreaseofindentersize.Thedifferenceoftensilestrengthproducedbytestingandnumericalcalculationwilldecreasewhenusingsmallercontactangleαorindenterdiameter.Experimentalresultsobtainedwithwhitemar

7、blespecimenshowthatastabletensilestrengthwithhigherprecisioncanbeachievedwhentheratioofd/Disintherangeof0.024–0.040.ItgivesareferencetochoosingreasonablesizeofindenterinBraziliantest.Thismethodprovidestheoreticalandexperimentalbasisfort