岩石材料尺寸效应的试验和理论研究

通过在伺服试验机上对同直径不同长度大理岩样进行单轴压缩试验,研究了尺寸对岩石强度和变形特性以及破裂形式的影响规律,结果表明,岩石长度对峰值应力前的变形特性没有显著影响,但明显改变峰后的变形特性,长度越大的岩样,岩石峰后越脆;且直径一定时随着长度的增大,岩样破裂形式由竖向劈裂变为剪切破坏。岩石材料强度长度效应是由于岩样端部摩擦效应所致,而并非根源于材料的非均质性。提出了大理岩石材料尺寸效应的理论模型F0=F2exp[a+b(D/L)],所得理论曲线与试验值吻合得很好,其中物理参数a反应了岩石材料力学参数对尺寸的敏感程度,而物理参数b反应了岩石材料力学参数与尺寸的相关性,b>0呈负相关,b<0呈正相关,而b=0无相关性。