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修正Hoek-Brown準則的等效Mohr-Coulomb強度參數(shù)確定方法研究

吳順川; 張敏; 張詩淮; 姜日華 北京科技大學金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室; 北京100083; 昆明理工大學國土資源工程學院; 云南昆明650093
  • 三維強度準則
  • 強度特性

摘要:合理確定巖石材料強度參數(shù)是工程設計的關鍵問題之一。為有效描述巖石的強度特性,眾多學者提出了大量三維強度準則,其中基于兩參數(shù)偏函數(shù)的修正Hoek-Brown(H-B)準則取得了良好效果,能夠有效地反映巖石的靜水壓力效應、Lode角效應及中間主應力效應等強度特性。確定修正H-B準則的等效Mohr-Coulomb(M-C)參數(shù)有利于提高其在工程應用中的便利性,因此提出一種基于I1-√J2平面計算三維強度準則瞬時等效M-C參數(shù)的方法,應用于修正H-B準則,并對計算方法的合理性及瞬時等效M-C參數(shù)與巖石強度特性的關系進行討論。結果表明:瞬時等效M-C參數(shù)可有效表征非線性靜水壓力效應,且合理反映Lode角效應和中間主應力效應的區(qū)間性特點;瞬時等效M-C參數(shù)可有效表征靜水壓力對Lode角效應的影響和最小主應力對中間主應力效應的影響,靜水壓力增大時,Lode角效應更為明顯,且當最小主應力增大時,瞬時等效內(nèi)聚力反映出更為顯著的中間主應力效應;該方法能夠合理地計算瞬時等效M-C參數(shù),修正H-B準則具有準確預測巖石強度的能力。上述成果對修正H-B準則在實際工程中的應用具有較強的指導意義。

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巖土力學

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