科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
为获取岩石力学参数分布，研制一种基于数控三维平台的岩石压痕试验装置，并提出基于该装置的参数获取方法。通过结合不同岩性压痕试验及精细化三维数值仿真，同时考虑试验流程及机架刚度的影响，推导出该试验机的荷载–位移曲线修正公式。针对该试验装置，通过大量数值仿真及参数敏感性分析，对经典Oliver-Pharr公式进行改进，实现岩石弹性参数的准确获取。结果表明，采用经典Oliver-Pharr公式预测的岩石弹性模量与试验测量结果相差较大，而通过Oliver-Pharr改进公式预测的3种岩石弹性模量精度更高，相对误差分别为5.83%(花岗岩)、5.14%(大理岩)及10.79%(砂岩)。通过分别建立黏聚力与压痕试验曲线塑性区域面积(S)及卸载刚度与加载段割线刚度差值(Kp)间的换算关系，实现基于压痕试验获取岩石塑性参数的方法。通过与试验测量结果对比，发现基于M-C模型的刚度差值反演公式预测的黏聚力与试验结果更为接近，相对误差分别为17.81%(大理岩)及21.93%(砂岩)。此外，对该装置在岩石空间参数场的获取、岩石损伤等方面进行讨论。研究成果提供了一种获取岩石力学参数场的便捷方法，有望为岩石精准化数值仿真的参数选取提供支持。
- 单位
