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摘要
以马城铁矿含水层砂岩为例，分别进行了10,20和30 MPa围压下的常规三轴压缩试验。结果表明，饱和砂岩的弹性模量普遍小于干砂岩，而泊松比普遍大于干砂岩，并验证了采用断裂体积应变法测量特征应力的可靠性。在干燥和饱和条件下，特征应力与围压呈线性正相关关系。除10 MPa围压下的残余强度外，饱和砂岩的特征应力低于干燥砂岩。相比较而言，水对裂纹萌生应力、损伤应力和峰值强度的削弱作用比残余强度更显著。除了10 MPa围压外，饱和砂岩的峰值断裂体积应变小于干砂岩，并且受围压的影响更大，而且随着围压的增加，峰值断裂体积应变减小。砂岩的峰值体积应变和峰值轴向应变一般随围压的增加而增加，在干燥状态下其值大于饱和状态。MohrCoulomb准则和Hoek-Brown准则可以很好地描述干燥和饱和砂岩的峰值强度、残余强度和围压之间的关系，相应的黏聚力和Hoek-Brown标准参数从残余强度到峰值强度变化较大，而相应的内摩擦角变化相对较小。最后，内摩擦角、残余内摩擦角和Hoek-Brown准则参数的规律进一步验证了水具有软化和润滑砂岩颗粒，降低内摩擦效应和削弱其硬度的作用。研究结果揭示了地下水对马城铁矿砂岩力学性能的影响，可为矿区稳定性分析提供参考。
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