巖石單軸壓縮端部效應對受力狀態的影響*

王玉凱 楊捷 匡漢 龐博

(中國礦業大學(北京)資源與安全工程學院)

巖石單軸壓縮端部效應對受力狀態的影響*

王玉凱 楊捷 匡漢 龐博

(中國礦業大學(北京)資源與安全工程學院)

為研究單軸壓縮試驗中端部效應對試件內部受力狀態的影響，以新陽煤礦山西組中粒砂巖為例，基于廣義胡克定律，分別推導了有無端部效應2種情況下試件內部單元體的受力狀態?；贔LAC3D數值模擬軟件，通過改變接觸面參數，分析了端部效應對巖石試件受力狀態的影響。研究表明：①端面效應使試件端部側向應力從無到有，試件中心應力最大，離中心越遠，應力越小，試件邊緣處應力最??；②端面效應使試件端部側向應變減小，試件中心應變最小，離中心越遠，應變越大，試件邊緣處應變最大；③側向應力應變的變化規律使軸截面的等值線基本呈三角形分布。

單軸壓縮 端部效應 受力狀態 廣義胡克定律 數值模擬 應力 應變

巖石單軸壓縮試驗是土工試驗中最常用、最基本的試驗之一[1]。通過測量試件的應力、應變等相關參數，可對巖石的承載力、本構關系等力學性質進行分析。端部效應是指當巖石試樣在加載過程中的變形與承壓板的變形比例不一致時，試件端部便會產生摩擦力，限制試樣的端部變形，從而影響試件的應力分布等力學性質的現象[2-5]。盡管大量學者對減少端部效應的措施進行了深入研究，但并未實現完全避免端部效應[6-8]。

為此，本研究通過理論推導，分析端部效應對試件端部單元體應力應變的影響，并運用FLAC3D軟件分別模擬端面粗糙和端面光滑時的情況進行驗證，從理論上對端部效應對試件本構關系的影響進行探討?！?br>