第 22卷第 4期 工 程 力 学 Vol.22 No.4
2005年 8 月 ENGINEERING MECHANICS Aug. 2005
———————————————
收稿日期:2003-08-10;修改日期:2003-10-12
基金项目:河南省创新人才基金项目;国家自然科学基金项目(50128908)
作者简介:*杨圣奇(1978),男,江苏盐城人,博士研究生,主要从事岩石力学与工程方面的研究(E-mail: yangsqi@163.com);
苏承东(1961),男,山西晋城人,高级工程师,主要从事岩石力学和采矿工程方面的教学与科研工作;
徐卫亚(1962),男,江苏张港人,教授,博士,博士生导师,主要从事岩石力学与工程方面的教学与科研工作。
文章编号:1000-4750(2005)04-0112-07
岩石材料尺寸效应的试验和理论研究
*杨圣奇 1,2,苏承东 2,徐卫亚 1
(1. 河海大学 岩土工程研究所,江苏 南京 210098;2. 河南理工大学 资材系,河南 焦作 454159)
摘 要:通过在伺服试验机上对同直径不同长度大理岩样进行单轴压缩试验,研究了尺寸对岩石强度和变形特性
以及破裂形式的影响规律,结果
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
明,岩石长度对峰值应力前的变形特性没有显著影响,但明显改变峰后的变形
特性,长度越大的岩样,岩石峰后越脆;且直径一定时随着长度的增大,岩样破裂形式由竖向劈裂变为剪切破坏。
岩石材料强度长度效应是由于岩样端部摩擦效应所致,而并非根源于材料的非均质性。提出了大理岩石材料尺寸
效应的理论模型 F0=F2exp[a+b(D/L)],所得理论曲线与试验值吻合得很好,其中物理参数 a反应了岩石材料力学参
数对尺寸的敏感程度,而物理参数 b反应了岩石材料力学参数与尺寸的相关性,b>0呈负相关,b<0呈正相关,
而 b=0无相关性。
关键词:岩石力学;大理岩;尺寸效应;非均质性;强度;变形;长径比
中图分类号:TU452 文献标识码:A
EXPERIMENTAL AND THEORETICAL STUDY OF SIZE EFFECT OF
ROCK MATERIAL
*YANG Sheng-qi1,2 , SU Cheng-dong2 , XU Wei-ya2
(1. Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2. Department of Resources & Material Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454159, China)
Abstract: Uniaxial compression tests with marble specimens of different length-to-diameter ratios were carried
out on a servo-controlled testing machine. The effect of the specimen length on the unconfined strength and the
failure pattern was investigated. There is no clear effect of the specimen length on the deformation before stress
peak, whereas there is significant effect after stress peak. The longer the specimen length is, the more brittle the
material becomes after the stress peak. Failure of rock specimens changes from splitting pattern into shear pattern
with the increase of length. The length effect results from the friction between the end faces of rock specimens and
the loading platens, not the heterogeneity of rock material. A theoretical model of size effect of marble material,
F0=F2exp[a+b(D/L)], is brought forward, which is verified by experimental data. Physical parameter a reflects the
sensitivity of mechanical parameters on the size; b reflects the relation between mechanical parameters and sizes,
which shows negative pertinence if b>0, positive pertinence if b<0, and no pertinence if b=0.
Key words: rock mechanics; marble; size effect; heterogeneity; strength; deformation; length-to-diameter ratio
岩石材料尺寸效应的试验和理论研究 113
岩石材料具有尺寸效应现象,即不同尺寸岩石
的强度和变形特性存在着力学差异,从而使得特定
尺寸岩石的强度和变形特性不能直接应用于岩土
工程设计和岩石本构关系的建立。因而长期以来,
岩石尺寸效应一直是岩石力学中试图解决而又未
能得到彻底解决的问题之一[1~12]。
文[1]首次基于不同尺寸大理岩石的单轴压缩
试验结果,得出强度随岩样长径比变化而变化,显
示出其具有尺寸效应,但并没有对岩石材料尺寸与
强度的定量关系以及机理作探讨;文[2]基于文[1]
的试验结果,得到岩石强度的降低与总的塑性变形
量成正比,比例系数与岩样长度无关,而且讨论了
岩样形状和尺寸对峰后弱化过程的影响,以此对矿
柱岩爆机理进行了探讨;文[3]对岩石材料的非均质
性与强度尺寸效应之间的关系进行了讨论,指出岩
样尺寸效应不仅体现在强度的平均值上,而且与强
度的离散性相关,同时对单轴拉伸强度的尺寸效应
进行了定性
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
,得到岩样单轴拉伸的平均强度随
尺度的增大而降低的规律;文[4]通过对同直径不同
长度绢英岩进行单轴压缩试验研究,得到岩石强
度、变形模量和长度的关系,如图 1所示,由图可
知,绢英岩强度以及变形模量的离散性较大,与长
度没有明确关系,但随着长度的增加,强度和变形
模量整体呈下降趋势。
文[5]基于同直径不同长度砂岩的单轴压缩试
验结果,采用梯度塑性变形理论研究了岩石应变软
化的尺寸效应;文[6]也利用剪切梯度塑性理论,建
立了单轴受压下岩样尺寸效应的塑性剪切应变梯
度模型;文[7]对前人做过的 7种岩石单轴抗压强度
试验结果进行了分析,得到岩石强度随试样尺寸呈
指数型衰减规律的公式;文[8]采用室内和现场岩体
力学试验和数值模拟等手段,对三峡永久船闸边坡
岩体宏观力学参数进行了研究,建立了岩体变形模
量与尺寸之间的关系;文[9]在考虑岩石变形和破坏
局部化的基础上,提出了一个新的强度准则,并利
用该准则定量描述了岩石强度的尺寸效应;文[10]
将损伤力学与分形几何理论相结合起来,定量分析
了岩石强度的尺寸效应;文[11]通过建立工程岩体
的连续性模型,研究了工程岩体力学参数的尺寸效
应;文[12]探讨了荷载作用下岩石的统计尺寸效应
和结构尺寸效应。
综上所述,对岩石尺寸效应的试验和理论研究
已取得了相当多的研究成果,但由于开展岩石尺寸
效应的研究对于解决岩土工程设计和数值计算时
岩石力学参数的选取和预测方法十分必要,因而至
今为止尺寸效应仍是岩石力学研究中的热点。本文
通过在伺服试验机上对同直径不同长度大理岩样
进行单轴压缩试验,研究了岩石长度对强度和变形
特性以及破裂形式的影响规律,建立了岩石材料力
学参数同尺寸之间的理论关系,并对岩石材料尺寸
效应的机理作了初步探讨。
1 试验系统和岩性特征
本文采用的试验系统为中科院武汉岩土力学
研究所研制的 RMT-150B 型岩石力学伺服控制系
统,如图 2所示。试验采用位移控制加载方式,垂
直方向采用 1000KN的压力传感器,测试轴向载荷,
而采用 5mm 的位移传感器,测试轴向变形,加载
速率控制在 0.002mm/s。
图 2 RMT-150B试验系统
Fig.2 Testing system of RMT-150B
试验材料为大理岩,颜色为白色,俗名为汉白
玉,致密块状构造,宏观均匀一致,矿物成分主要
为方解石、白云石和菱镁矿,细粒变晶结构,硬度
为 3.5~4.0,主要化学成分为 Ca 和 Mg。为了研究
图 1 绢英岩力学参数和长度的关系
Fig.1 Relation between mechanical parameters
and length of thin silk rock
岩样长度 L/mm
峰
值
强
度
σ
/M
Pa
20
40
60
80
100
0 100 200 300
5
8
11
14
17
20
0 100 200 300
岩样长度 L/mm
变
形
模
量
E/
G
Pa
114 工 程 力 学
岩石材料的尺寸效应,设计加工
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
如下:岩样为
圆柱形,直径为 50mm,长度分别约为 30、50、75、
100、125和 150mm的一组试件。
2 不同尺寸大理岩样的试验结果[13]
同直径不同长度大理岩样典型的应力-应变曲
线部分试验结果,如图 3所示,表 1给出了不同尺
寸所有试验大理岩样的力学参数,D和 L分别为岩
样的直径和长度; 0σ 为岩样的单轴抗压强度; 0ε 为
岩样的峰值应变,需要说明的是,这里的应变指的
是整个试样的平均应变,而不是试样中部受端部约
束较小的部位的应变;E0为岩样的弹性模量,即应
力-应变曲线上近似直线部分的平均斜率;E50 为岩
样的变形模量,即岩样峰值强度一半处对应的应力
与应变的比值。由图 3可见,长度为 30mm和 50mm
的岩样加载初期应力-应变曲线存在明显的上凹,这
可能是由于岩样内部裂隙闭合的原因,也可能是岩
样端面的不平行度所致。在不考虑岩样加载初期非
线性变形的情况下,长度对应力峰值前的变形特性
没有明确的影响,但明显改变试样峰后的力学特
性。
此外不同尺寸大理岩样的变形模量由于受加
载初期非线性变形的影响,离散性较大,不能作为
材料力学参数表征岩石的变形特性,应用于现场工
程实际中应持谨慎态度。而且从表 1还可以看出,
岩石的变形模量与尺寸之间关系也不明确。
岩样直径一定时,随着岩样长度的增加,峰后
脆性增强,这主要是由于岩样长度越长,试验机压
头与岩样端部之间的摩擦力对岩样中部横向变形
约束影响较小,峰值应力后的剪切滑移极大地削弱
了岩样的有效承载面积,因而长度越长的岩石试样
峰后越脆。
表 1 同直径不同长度大理岩样的力学参数
Table 1 Mechanical parameters of marble specimens with
different lengths but the same diameter
岩样编号 D/mm L/mm L/D σ0/MPa ε0/(10-3) E0/GPa E50/GPa
28 49.3 31.4 0.64 81.59 5.38 25.05 16.78
29 49.3 28.8 0.58 88.27 5.79 23.27 15.30
30 49.3 31.3 0.63 80.15 6.81 21.94 11.83
22 49.6 50.5 1.02 56.80 4.63 33.62 10.04
24 49.3 49.5 1.00 62.99 3.90 32.27 18.16
25 49.3 45.8 0.93 56.14 4.09 31.36 16.36
26 49.1 47.0 0.96 64.70 4.40 36.40 13.61
17 49.6 72.9 1.47 56.54 2.14 44.32 28.20
23 49.7 69.2 1.39 57.99 2.25 38.73 30.80
1 49.5 102.0 2.06 53.91 2.08 40.00 25.17
2 49.5 101.7 2.05 47.55 1.88 41.02 25.10
3 49.5 101.6 2.05 50.40 2.09 38.65 23.75
4 49.5 101.5 2.05 50.66 2.13 39.45 23.85
27 49.2 103.6 2.11 50.63 2.24 35.91 21.92
20 49.6 123.7 2.49 52.14 1.59 48.45 41.57
21 49.8 123.7 2.48 52.24 1.43 46.73 51.05
15 49.6 146.4 2.95 52.14 1.58 46.17 36.94
13 49.6 147.2 2.97 45.93 1.61 45.59 39.66
3 岩石材料尺寸效应的理论模型
文[14]通过大量岩样的试验研究,得到岩样平
均强度与尺度的关系式为: mm kV /1−=σ ,式中的 V
为岩样的体积,k、m为与岩石材料有关的常数。很
显然,该式在数学上存在奇性,当 V趋于 0或趋于
无穷大时,理论结果不符合实际情况。
刘宝琛[7]院士基于国内外大量单轴压缩的试验
数据,提出一种指数型公式:
)exp( 0000 Dβαγσ −+= (1)
式(1)中的 D 为圆柱形岩样的直径或立方体的
边长, 0α 、 0β 和 0γ 为材料参数。
文[15]通过研究立方体试件的抗压强度,建立
了基本上能够符合煤及大多数岩样的强度与尺寸
的关系:
])/(222.0778.0[ 1010
−+= DLσσ (2)
图 3 同直径不同长度大理岩的应力-应变曲线
Fig.3 Stress-strain curves marbles with different
lengths but the same diameter
σ
/M
Pa
ε/10-3
0
15
30
45
60
75
90
0 2 4 6 8 10 12
mm30L =
75
100
125
150
大理岩
D=50mm
50
岩石材料尺寸效应的试验和理论研究 115
式(2)中的 0σ 为任意长径比的岩样单轴抗压强
度, 01σ 是长径比为 1的岩样单轴抗压强度,L为岩
样长度,D为岩样直径。
通过对表 1中的力学参数与长径比数据进行仔
细的考察和分析,并综合式(1)和式(2),本文提出岩
石材料尺寸效应的理论模型为:
]
)/(
[
20
DL
ba
eFF
+
= (3)
式中,F0 为单轴压缩下任意长径比岩样的力学参
数,F2为
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
岩样的力学参数,这里取的是所有试
样的平均值,L/D 为岩样的长径比,a 和 b 均为材
料常数,通过非线性最小二乘法进行回归分析得
到。对式(3)稍作整理可得到式(4)。
)/()/ln( 20 LDbaFF += (4)
由式 (4)可知,只要通过最小二乘法建立
ln(F0/F2)与(D/L)的线性关系,就可以确定出材料常
数 a和 b,从而得到岩石材料尺寸效应的理论模型。
岩石强度与长径比之间的关系为:
]
)/(
397.0181.0[
0
63.50
DLe
+−
=σ R=0.951 (5)
岩石弹性模量与长径比之间的关系为:
]
)/(
496.0319.0[
0
01.39
DLe
E −= R=0.942 (6)
岩石峰值应变与长径比之间的关系为:
]
)/(
074.1576.0[
3
0
1008.2
DLe
+−
− =×
ε
R=0.954 (7)
图 4为大理岩样强度、弹性模量以及峰值应变
与长径比 L/D的关系,理论曲线是由式(5~7)计算得
到。由图可见,理论曲线和试验值吻合得很好,这
表明本文所建岩石材料尺寸效应理论模型的正确
性与合理性。随着长径比 L/D的增加,岩样归一化
强度和归一化峰值应变的比值呈衰减趋势,在 L/D
小于 2时,减小的幅度很剧烈,但当长径比增加到
2 以后, 20 /σσ 以及 20 / εε 的比值减小的幅度逐渐
地趋于平缓;但对弹性模量而言,随着岩样长径比
L/D的增加,岩样 20 / EE 的比值逐渐增大,且增加
的幅度逐渐趋于平缓。
此外,从图 4b 还可以看出,整体而言,大理
岩石弹性模量的离散性较大,对于 5个标准试样而
言,达到 10.5%,而对于长径比约为 1.5 的 2 个试
样而言,其弹性模量的离散性达到 13.5%,这也是
造成理论曲线和试验结果差异较大的原因,但随着
尺寸的增加,岩样弹性模量总的趋势是增加的。需
要特别说明的是,试验过程中不确定的因素很多,
岩样端面与钢性垫块的摩擦效应、岩石材料本身的
非均质性以及岩样端面的不平行度误差等造成的
离散性完全有可能掩盖掉岩样尺寸对岩石变形特
性的影响[13]。
图 4 岩石材料尺寸效应的理论曲线与试验值
Fig.4 Theoretical curves and testing values of size effect of
rock materials
下面对岩石材料参数 a和 b的物理意义作一讨
论。设 F0/F2=Y,L/D=X,这样式(3)可以变为:
][
X
ba
eY
+= (8)
式(8)两边对 X求导可以得到:
0.5
0.8
1.1
1.4
1.7
2.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
理论曲线
试验值
L/D
σ
0 /
σ
2
]
)/(
397.0181.0[
2
0 DLe
+−
=σ
σ
a
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
理论曲线
试验值
E 0
/E
2
]
)/(
496.0319.0[
2
0 DLe
E
E −=
L/D
b
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
理论曲线
试验值
L/D
]
)/(
074.1576.0[
2
0 DLe
+−
=ε
ε
ε
0/ε
2
c
116 工 程 力 学
][
2d
d X
ba
e
X
b
X
Y +−= (9)
很显然,当 b>0 时,dY/dX<0,此时 Y 随着 X
的增大而递减,即岩石材料的力学参数随着尺寸的
增大而减小;当 b<0 时,dY/dX>0,此时 Y 随着 X
的增加而增大,即岩石材料的力学参数随着尺寸的
增加而增大;而当 b=0 时,dY/dX=0,此时 Y 与 X
无关,即岩石材料的力学参数与尺寸无关。因而参
数 b反应了岩石材料力学参数与尺寸的相关性,b>0
呈负相关,b<0呈正相关,而 b=0无相关性。
图 5是参数 b固定而参数 a变化条件下的岩石
材料力学参数与尺寸的关系。由图可知,随着参数
a 的增加,岩石材料力学参数对尺寸的敏感性逐渐
增大,因而参数 a反应了岩石材料力学参数对尺寸
的敏感程度。
4 岩样尺寸对破裂形式的影响[13]
直径一定时,不同长度大理岩样典型的破坏形
式如图 6所示。由图可知,长度较小时,岩样破坏
形式较为复杂,沿轴向出现较多的劈裂面,而长度
较大时,岩样基本上为单一断面的剪切破坏。对于
直径一定时,岩样长度对破环形式的影响,可以从
岩样端面与钢性垫块之间的摩擦效应来解释。单轴
压缩时,岩样应该处于一维受压状态,但由于岩样
端面与钢性垫块之间的摩擦效应改变了岩样端部
的应力状态,从而使得岩样上下端部附近形成了三
维压缩应力区。而长度越大的岩样中部应力区越接
近一维应力状态,反之,长度越小的岩样,整体均
受三维应力区的影响。因而直径一定时,由于岩样
端面与钢性垫块之间的摩擦作用,岩样的长度改变
了其应力分布区的形式,随着长径比的减小,岩样
上下端部三维压缩应力区的影响越来越大,从而使
得岩样的破坏形式变得复杂。需要特别指出的是,
在实验室岩石力学试验中,岩样端面与钢性垫块之
间的摩擦效应是不可忽略的因素,可能会对岩石强
度和变形特性产生一定程度的影响。对本文试验大
理岩而言,在岩样端部存在摩擦条件下,当岩样的
长径比 L/D达到 2以上时,可以认为岩石材料尺寸
效应不再受端部约束条件的影响,此时岩石材料力
学参数与尺寸没有关系,据此可以理解国际岩石力
学学会规定室验室岩石试样的长径比在 2.0~2.5 之
间是有一定道理的。
图 6 不同长度大理岩样的破坏形式
Fig.6 Failure forms of marbles with different lengths
5 强度和变形尺寸效应的机理
对岩石材料强度尺寸效应的机理通常是用材
料内缺陷的统计分布来解释,即岩石是矿物颗粒的
集合体,内部含有不同尺度的微缺陷,尺寸愈大的
岩石其内部所含微缺陷的概率也愈大,因而其强度
愈小。文[4]指出岩石力学参数尺寸效应的核心是结
构效应,图 1中同一尺寸下岩石强度试验结果离散
性较大的主要原因是裂隙和蚀变的作用。与文[4]
不同的是本文所有试验岩样并不存在肉眼可见裂
隙,因而其尺寸效应出现的原因也有待探讨。
文[16]对直径 50mm不同长度的大理岩样进行
了试验研究,图 7是有和无端面摩擦两种条件下长
径比对岩样强度的影响,其中无端面摩擦条件是采
0
3
6
9
12
15
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
a=1.0
a=0.5
a=0
a=-0.5
a=-1.0
b=0.5
X=L/D
Y=
F
0/F
2
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Y=
F
0/F
2
X=L/D
b=-0.5
a=1.0
a=0.5
a=0
a=-0.5
a=-1.0
图 5 参数 a和 b的物理意义
Fig.5 Physical meanings of parameters a and b
岩石材料尺寸效应的试验和理论研究 117
用刷子加荷板来控制,这里对文[16]的试验结果进
行了归一化处理,即用长径比为 2的岩样强度去除
其它长径比的岩样强度。图中的理论曲线是由本文
所建理论模型分析得到,相关系数 R 高达 0.988。
由图可见,在端面摩擦效应存在条件下,岩石强度
存在着尺寸效应,但当采用特殊的装置减小岩样端
面摩擦效应以后,岩石材料强度的尺寸效应便消失
了。因而在均匀加载的情况下,岩石强度实质上和
长度无关,也就是说试验得到的岩石强度的尺寸效
应并非材料结构的非均质性所致,而是端面摩擦效
应作用造成岩样内部应力非均匀分布的缘故。据此
可以理解图 4a,在岩样长径比很小时,岩样内部趋
于三向应力状态,因而试样具有较高的强度;但当
长径比达到 2时,内部应力分布变得颇为均匀,此
时再增加岩样的长径比,岩石强度则基本上保持稳
定。
而岩石材料变形尺寸效应是综合的平均效应。
一方面,直径一定时增加岩样长度,岩样中微缺陷
出现的概率将增加,从而导致岩石的弹性模量减
小;而另一方面,由于端面摩擦效应的作用,随着
岩样长径比的增大,岩样内部应力分布将变得更加
均匀,从而增加了岩样的弹性模量,对图 4b而言,
由于岩样端面摩擦效应而导致内部应力分布的均
匀性占据主导地位,因而其弹性模量逐渐增加。但
如果微缺陷出现概率对弹性模量的影响超过端面
摩擦效应作用,则岩样的弹性模量将逐渐减小,文
[13]同直径不同长度粉颗粒大理岩样的试验结果验
证了这一点。
长期以来,岩石力学参数如何选取一直是岩土
工程中的瓶颈问题,而本文以大理岩作为研究对
象,提出了岩石材料尺寸效应的理论模型,这为工
程设计和数值计算时岩石力学参数的选取提供了
参考依据。但是本文仅对同直径不同长度大理岩石
材料的尺寸效应作了初步探讨,而对其它岩石如砂
岩、花岗岩、石灰岩等的尺寸效应是否与此相符,
仍有待继续研究。这里需要特别指出的是,本文的
研究对象岩石材料和工程对象岩体的非均质性有
着不同的表现形式,因为岩体是被节理、断层、裂
纹等结构面切割的岩石块体的集合体,而结构面在
很大程度上将决定岩体的强度和变形特性。对于给
定的岩体问题,随着尺寸的增加,岩块非均质性在
岩体中的影响逐渐减小,而结构面在岩体中的影响
逐渐增加,因而岩体尺寸效应很大程度上是结构面
的尺寸效应,对此应有足够清楚的认识。此外本文
研究结论仅是针对完整大理岩石材料而言,并未考
虑裂隙岩石材料的尺寸效应。
6 结论
本文对同直径不同长度大理岩的尺寸效应作
了单轴压缩试验研究,提出了岩石材料尺寸效应的
理论模型,探讨了单轴压缩下岩石材料强度和变形
尺寸效应的机理,结论如下:
(1) 岩石长度对峰值应力前的变形特性没有显
著影响,但明显改变试样峰后的变形特性。长度越
大的岩样,峰后越脆。
(2) 提出了岩石材料尺寸效应的理论模型
F0=F2exp[a+b(D/L)],据此可以利用标准岩样材料力
学参数确定其它长径比岩样的力学参数。其中物理
参数 a和 b分别反映了力学参数对尺寸的敏感程度
以及相关性。
(3) 直径一定时,随着长度的增大,即长径比
的增大,岩样破坏形式由劈裂破坏变为剪切破坏。
(4) 岩石材料强度的长度效应是由于端面摩擦
效应所致,而并非根源于材料的非均质性;而岩石
材料变形的尺寸效应是综合的平均效应。
参考文献:
[1] Hudson J A, Crouch S. Soft, Stiff and servo-controlled
testing machines [J]. Eng. Geol., 1972, 6(3): 155~189.
[2] 尤明庆, 华安增. 岩样单轴压缩下的尺度效应和矿柱
支承性能[J]. 煤炭学报, 1997, 22(1): 37~41.
You Mingqing, Hua Anzeng. The size effect of uniaxial
compression of rock specimen and support capacity of
ore pillar [J]. Journal of China Coal Society, 1997, 22(1):
37~41. (in Chinese)
0.95
1.00
1.05
1.10
1.15
1.20
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
理论曲线
不减摩试验值
减摩试验值
]
)/(
081.0030.0[
2
0 DLe
+−
=σ
σ
L/D
σ
0 /
σ
2
R=0.988
图 7 减摩和不减摩条件下岩石材料的尺寸效应
Fig.7 Size effect of rock material with and without friction
118 工 程 力 学
[3] 尤明庆, 邹友峰. 关于岩石非均质性与强度尺寸效应
的讨论[J]. 岩石力学与工程学报, 2000, 19(3): 391~39.
You Mingqing, Zou Youfeng. Discussion on
heterogeneity of rock material and size effect on
specimen strength [J]. Chinese Journal of Rock
Mechanics and Engineering, 2000, 19(3): 391~39. (in
Chinese)
[4] 郭志. 实用岩体力学[M]. 北京: 地震出版社, 1996.
21~25.
Guo Zhi. Applied Mechanics of Rock Mass [M]. Beijing:
Seismological Press, 1996. 21~25. (in Chinese)
[5] 潘一山, 魏建明. 岩石材料应变软化尺寸效应的实验
和理论研究[J]. 岩石力学与工程学报 , 2002, 21(2):
215~218.
Pan Yishan, Wei Jianming. Experimental and theoretical
study of size effect on strain softening of rock materials
[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,
2002, 21(2): 215~218. (in Chinese)
[6] 王学滨, 潘一山, 宋维源. 岩石试件尺寸效应的塑性
剪切应变梯度模型 [J] 岩土工程学报 , 2001, 23(6):
711~713.
Wang Xuebin, Pan Yishan, Song Weiyuan. The model of
plastic shear strain grandient on size effect in uniaxial
compression of rock specimens [J]. Chinese Journal of
Geotechnical Engineering, 2001, 23(6): 711~713. (in
Chinese)
[7] 刘宝琛, 张寄生, 杜奇中. 岩石抗压强度的尺寸效应
[J]. 岩石力学与工程学报, 1998, 17(6): 611~614.
Liu Baochen, Zhang Jisheng, Du Qizhong. A study of
size effect for compression strength of rock [J]. Chinese
Journal of Rock Mechanics and Engineering, 1998, 17(6):
611~614. (in Chinese)
[8] 周火明, 盛谦, 邬爱清. 三峡工程永久船闸边坡岩体
宏观力学参数的尺寸效应研究[J]. 岩石力学与工程学
报, 2001, 20(5): 661~664.
Zhou Huoming, Sheng Qian, Wu Aiqing. Size effect
analysis of macro-mechanics parameters for the rock
masses of the TGP shiplock slope [J]. Chinese Journal of
Rock Mechanics and Engineering, 2001, 20(5): 661~664.
(in Chinese)
[9] 周国林, 谭国柱, 李启光. 剪切破坏模式下岩石的强
度准则 [J]. 岩石力学与工程学报 , 2001, 20(6):
753~762.
Zhou Guolin, Tan Guohuan, Li Qiguang. New strength
criterion for rock with shear failure mode [J]. Chinese
Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2001, 20(6):
753~762. (in Chinese)
[10] 杨友卿. 岩石强度的损伤力学分析[J]. 岩石力学与工
程学报, 1999, 18(1): 23~27.
Yang Youqing. Continuum damage mechanics analysis
of rock strength [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics
and Engineering, 1999, 18(1): 23~27. (in Chinese)
[11] 何满潮, 薛廷河, 彭延飞. 工程岩体力学参数确定方
法的研究 [J]. 岩石力学与工程学报 , 2001, 20(2):
225~229.
He Manchao, Xue Tinghe, Peng Yanfei. A new way of
determining mechanical parameters of engineering rock
masses [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and
Engineering, 2001, 20(2): 225~229. (in Chinese)
[12] 李宏, 朱浮声, 王泳嘉. 岩石统计细观损伤与局部弱
化失稳的尺寸效应[J]. 岩石力学与工程学报, 1999,
18(1): 28~32.
Li Hong, Zhu Fusheng, Wang Yongjia. Size effect of
statistical mesoscopic damage and local weakening
failure of rock [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics
and Engineering, 1999, 18(1): 28~32. (in Chinese)
[13] 杨圣奇. 岩石材料的非均质性与力学特性的研究[D].
焦作: 焦作工学院, 2003, 6: 46~72.
Yang Shengqi. The heterogeneity and mechanical
properties of rock material [D]. Jiaozuo: Jiaozuo Institute
of Technology. 2003, 6: 46~72. (in Chinese)
[14] J C 耶格, N G W 库克. 岩石力学基础[M]. 北京: 科
学出版社, 1981. 243~246.
J C Jaeger, N G W Cook. Fundamentals of Rock
Mechanics [M]. Beijing: Science Press, 1981, 243~246.
(in Chinese)
[15] Obert L, Windes S L, Duvall W I. Standardized test for
determining the physical properties of mine rock [M].
U.S. Bur. Mines Rept. Invest, 1946. 3891.
[16] Brown E T. Gonano L P. Improved compression test
technique for soft rock [J]. Journal of the Soil Mechanics
and Foundation Division, ASCE, 1974, 100: 197~199.