岩石拉压双模量特性对巴西劈裂抗拉强度的影响及计算方法改进
魏炯
中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 100013
摘要：岩石材料普遍具有拉压双模量特性,该特性对巴西劈裂试验中抗拉强度的测定具有重要影响,但在传统分析中常被忽视.为系统揭示拉压双模量特性对巴西圆盘弹性模量与应力分布的影响,构建了一种应力驱动的拉压双模量数值模型,开展了不同压拉模量比条件下的巴西圆盘力学行为研究,对比了横观各向同性模型与拉压双模量模型的计算差异,分析了拉压双模量特性对抗拉强度的影响,并提出了一种新的抗拉强度计算公式.研究结果表明:①拉压双模量特性显著影响巴西圆盘的弹性模量和应力分布,特别是在压拉模量比值较大情况下;②横观各向同性模型与拉压双模量模型在竖直方向的应力和应变计算结果具有良好一致性,但在水平方向存在较大差异;③基于各向同性假设的传统抗拉强度计算公式将高估岩石强度,计算误差随着压拉模量比值的增加而增大,最高可达 54.95%;④提出的应力计算公式可准确描述巴西圆盘中心的水平应力状态,计算误差均小于 5%,有效避免了因忽略拉压模量差异而导致的强度评估误差,为岩石抗拉强度的测定提供了可靠方法.
关键词：巴西劈裂试验抗拉强度拉压双模量岩石力学数值计算
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52304137)国家自然科学基金(52325403)国家自然科学基金(52274085)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-03-10（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 176-186 )
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