非标准岩样岩石力学参数试验研究.pdfVIP

ISSN167l一2900 采矿技术第9卷第4期 2009年7月 CN43一1347／TD 2009 MiningTechnology，V01．9，No．4 July 非标准岩样岩石力学参数试验研究 胡静云1，徐宏斌2，唐海燕。 (1．长沙矿山研究院，湖南长沙410012；2．厦门大学，福建厦门市361005) 摘 要：通过对非标准岩样的室内试验来获取岩石力学参数是试验研究中必须处理的技 术问题。对某矿4种不同岩石的非标准岩样进行单轴抗压实验和巴西劈裂实验，分析了 岩样的强度分布特点，考虑尺寸效应和形状效应，对岩石强度试验结果进行了修正，获得 了岩石的单轴抗压、抗拉强度、弹性模量、帕松比、粘聚力和内摩擦角等力学参数，并对所 得参数进行了分析。所得力学参数为该矿山的岩石力学和地压研究提供了基础资料。 关键词：岩石力学参数；非标准岩样；尺寸效应；形状效应 在很多情况下，由于现场不具备获取标准岩样 10～mm／so 的条件，所获取的岩样在尺寸和形状上往往是非标 托伸试验采用巴西劈裂法进行I．日J接测试，采用 准岩芯。因此，在试验中通过对非标准岩样的试验 30t普通小型材料压力机系统。采用手动轴向压力 来获取岩石力学参数，是试验研究中必须处理的技 控制加载方式，折换为应力加载速度为0．3—0．5 术问题。针对某矿非标准岩样开展了室内岩石力学 MPa／so 实验研究，内容包括岩石的单轴抗压强度、抗拉强 3 试验结果 度、弹性模量、帕松比、粘聚力和内摩擦角等力学参 数。考虑到试样的尺寸效应和形状效应，对试验结 3．1分析计算方法 果进行了修正。 3．1．1单轴抗压强度 对于非标准岩样测得的抗压强度的结果必须进 1 岩样采集与加工 行换算来确定岩石的抗压强度。换算的过程综合考 在现场采集的岩芯其直径在36～38mm之间， 虑试样的形状效应和尺寸效应。 为非标准岩芯。采集岩样种类包括石英晶屑凝灰岩 第一步考虑形状效应。形状效应是指因试样的 (Ma)、黑云母片岩(Mb)、辉绿岩(8)、绢云母石英 形状的变化而造成岩石单轴抗压强度值的变化。形 岩(Sq)。 状的变化有两个方面：试样截面形状(圆形、矩形或 在室内加工岩样时，对于单轴抗压强度试样，保 三角形)对实验强度值的影响；当试样截面相同时 证加工后的岩芯长度为其直径的2倍；对于抗拉强 (如圆形)，试样长径比的变化对实验强度值的影 度试样，保证样品的高度等于直径的尺寸。岩样两 响。在本次试验中，选用经验公式(1)，将非标准岩 端磨平，试样两端的不平整度允许偏差为±0．05 样测得的抗压强度换算为长径比为2的岩样抗压强 mm，端面应垂直于轴线，允许偏差为0．250以内。 度盯。： 为了保证岩石的单轴抗压强度值不受宏观节 ㈩ 理、裂隙等缺陷面的影响，对每种岩石的试样进行实 7+2÷ 验前的观察，剔除具有明显宏观缺陷面的试样。