岩石动态巴西圆盘实验中的过载现象*
2021-05-06夏开文余裕超吴帮标蔡英鹏
爆炸与冲击 2021年4期
夏开文,余裕超,王 帅,吴帮标,徐 颖,蔡英鹏
(1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300372;2. 天津大学建筑工程学院,天津 300350)
岩石材料在外部荷载作用下容易发生压缩、拉伸以及剪切破坏,岩石抗压强于抗拉的特性使得其在失效时的破坏模式主要表现为拉伸破坏。在深部岩石工程中,深部岩石在原位预拉伸应力和动态扰动(爆炸、地震波等)的共同作用下更容易发生失稳破坏,从而导致诸如“片帮”、“岩爆”等安全事故,严重危害地下构筑物的安全和稳定[1]。因此,准确获取岩石材料的拉伸强度对岩石工程的安全设计至关重要。
经过多年发展,学者们提出了多种岩石静态拉伸强度的测试方法,按照实验方式和原理不同可将它们分为直接拉伸方法和间接拉伸方法。直接拉伸方法[2]能够直接获取岩石的拉伸强度,但开展直接拉伸实验面临着两个问题,即实验操作精度要求高和实现单轴拉伸应力状态困难,实验操作不规范也容易导致试样的局部应力集中,从而出现不标准的破坏模式[3]。因此,近年来人们发展了许多间接拉伸测试方法,如巴西圆盘实验[4]、圆环实验[5]、三点和四点弯曲实验[6]以及Luong 实验[7]等。这些实验方法中巴西圆盘实验的应用最广泛,该方法于1978 年被推荐为国际岩石力学与工程学会(ISRM)岩石静态拉伸强度的标准测试方法。
静态条件下巴西圆盘实验拉伸强度 σT的计算公式为[8]:

式中:B 和D 分别为试样的厚度和直径,Pf为圆盘破坏荷载。……
登录APP查看全文
