多尺度节理岩体力学特性的颗粒流分析_周喻

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1、第37卷第7期岩土力学Vol.37No.72016年7月RockandSoilMechanicsJul.2016DOI：10.16285/j.rsm.2016.07.033多尺度节理岩体力学特性的颗粒流分析1231周喻，王莉，丁剑锋，吴昊燕（1.北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083；2.中电建路桥集团有限公司，北京100048；3.山东黄金矿业（莱州）有限公司，山东莱州261400）摘要：以白云鄂博露天铁矿东矿岩质高边坡为工程背景，结合现场地质调查、室内岩石和节理力学试验等数据，采用等效岩体技术，构建能充分反映节理分布特征的实验室、现场原位试验和工程尺度等多尺度

2、等效岩体模型。通过对各类等效岩体模型进行单轴压缩试验，研究岩体单轴抗压强度、弹性模量等力学特性的尺寸效应和各向异性。研究表明：节理的存在使岩体表现出尺寸效应和各向异性，且随着尺寸的增大，这种特性基本呈逐渐减弱的趋势；研究区域岩体的表征单元体积、单轴抗压强度和弹性模量分别为20m×10m×10m、1.46MPa和3.91GPa；岩体单轴抗压强度、弹性模量与轴向尺寸的关系，近似符合渐进式指数函数关系，且该函数能直观地给出工程尺度岩体的力学特性。关键词：等效岩体技术；节理；岩体；颗粒流；PFC；力学特性中图分类号：TU441文献标识码：A文章编号：1000－7598(2016)07－2085－12P

3、articleflowcodeanalysisofmulti-scalejointedrockmassbaseduponequivalentrockmasstechnique1231ZHOUYu，WANGLi，DINGJian-feng，WUHao-yan（1.KeyLaboratoryofMinistryofEducationforEfficientMiningandSafetyofMetalMine，UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;2.PowerChinaRoadBridgeGroupCo.,Ltd.,

4、Beijing100048,China;3.ShandongGoldMining(Laizhou)Co.,Ltd.,Laizhou,Shandong261400,China）Abstract:Basedonthein-situobservationsofahigh-steeprockslopeinBaiyunEboeasternopen-pitironmine,andthedataofmechanicalpropertiesofrocksandjoints,anequivalentrockmass(ERM)modelisdevelopedtodescribethejointdistributi

5、oncharacteristicsatmultiscalesfromlaboratorytests,in-situteststoengineeringapplications.UniaxialcompressiontestsareconductedonrockmassERMmodelstoinvestigatethescaleeffectandanisotropicpropertiesofuniaxialcompressivestrengthandelasticmodulus.Theresultsshowthattheexistenceofjointsresultsinthesizeeffec

6、tandanisotropicbehaviourofrockmass,andthesepropertiestendtograduallyweakenwiththeincreaseofrockblocksize.Therepresentativeelementaryvolume,uniaxialcompressivestrengthandelasticmodulusofrockmassintheselectedresearchareaare20m×10m×10m,1.46MPaand3.91GPa,respectively.Therelationbetweenuniaxialcompressiv

7、estrength,elasticmodulusandtheaxialsizeofrockmassisapproximatelyagradualexponentialfunctionwhichcandirectlyrepresentmechanicalparametersofrockmass.Keywords:equivalentrockmasstechnique;joint;rockmass;p