层次特征对岩石压力机械性能和损伤机制的影响:实验和模型
Chong Chen1,2, Aixiang Wu1,2, Shaoyong Wang1,2
1Key Laboratory of the Ministry of Education of China for High-efficient Mining and Safety of Metal Mines, University of Science and Technology Beijing, Beijing, China.
这项研究揭示了层倾斜角度和厚度如何影响层层岩石的强度. 层的倾斜率显著改变了岩石破裂模式和裂传播,为工程稳定提供了关键数据.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 岩石力学 岩石力学 岩石力学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 岩石稳定性分析对于工程项目至关重要.
- 岩层岩层由于其内部结构而存在独特的机械挑战.
研究的目的:
- 研究层倾斜角 (LIA) 和层厚度 (LT) 对层状岩石的压力力学特性和损伤机制的影响.
- 开发一种新的方法,使用类似的材料制备分层岩石样本.
- 利用离散元素数值建模来更深入地了解微观损伤.
主要方法:
- 使用类似材料制备分层岩石样本.
- 在准备好的样本上进行单轴压缩试验.
- 使用PFC2D软件建立和分析离散元素数值模型.
主要成果:
- 层倾斜角度 (LIA) 显著影响异型机械性能,导致明显的裂延伸路径和四种故障模式.
- 层厚度 (LT) 影响与LIA不同:在0°和90°增强,在45°和75°减弱,在15°,30°和60°无意义.
- 微裂扩张以层间剪切裂开始,随后转变为岩石质量内的拉力裂.
结论:
- 这些发现为压缩下层状岩石的机械行为提供了关键的见解.
- 了解LIA和LT效应对于准确评估层状岩层结构的稳定性至关重要.
- 这项研究有助于改进工程应用的设计策略,涉及多层岩层.
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