李单林,刘广建,贾瑞锋,等. 单轴压缩试验端面摩擦效应及损伤演化规律研究[J]. 采矿与岩层控制工程学报,2021,3( 3 ):033014.
LI Shanlin,LIU Guangjian,JIA Ruifeng,et al. Study on friction effect and damage evolution law of end face in uniaxial compression test[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering,2021,3( 3 ):033014.
单轴压缩试验端面摩擦效应及损伤演化规律研究
李单林,刘广建,贾瑞锋,薛 飞,王康宇
(绍兴文理学院 土木工程学院 浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室,浙江绍兴312000)
摘 要:单轴压缩试验的端面摩擦效应对试样的变形破坏特征有较大影响。运用块体离散元软件UDEC,基于库仑滑移准则,开展了不同端面摩擦因数下的单轴压缩数值试验,研究了不同岩性和不同高宽比试样的损伤演化规律,从应力应变关系、裂缝扩展及应力分布等角度探究了端面摩擦效应的机理。结果表明:① 端面摩擦效应会抑制微观裂缝的萌生与扩展,使脆性试样的破坏形式由劈裂向剪切或拉-剪共同破坏转变,使砂岩的强度明显增大,对煤和泥岩的强度影响较小;② 端面摩擦对试样强度与破坏特征的影响存在阈值,50 mm×100 mm的标准煤、泥岩、砂岩试样的端面摩擦因数阈值分别为0.2,0.2,0.5;③ 端面摩擦引起的“裂缝三角形抑制区”与应力局部集中带是不同高度试样强度存在尺寸效应的主要原因。建议在进行室内单轴压缩试验时,采取减摩措施来规避端面摩擦效应。
关键词:端面摩擦;UDEC;岩性;尺寸效应;裂缝扩展
基金项目:浙江省自然科学基金资助项目( LQ20E040002 );绍兴文理学院2018年科研资助项目( 2018LG1004 )
作者简介:李单林( 1996— ),男,江苏南通人,硕士研究生,主要从事煤岩动力灾害及防治方面的研究工作。E-mail:1204620686@qq.com
通信作者:刘广建( 1990— ),男,河南信阳人,讲师,硕士生导师,博士,主要从事煤岩动力灾害及防治方面的研究工作。E-mail:liuguangjian5@163. com
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