煤炭学报

作者：郑益武, 乔兰, 王茜, 李远,

关键词：破坏模式转化, 岩石强度准则, 压剪屈服, BPMC模型,

进入深部后，受高应力、强扰动影响，岩石岩体中拉断、剪切及压密屈服等破坏模式共生的现象凸显，深部岩石表现出明显地非线性行为，岩石破坏在多种破坏机制中转化。深部岩体强度理论需考虑中主应力的影响，本文基于Paul-Mohr-Coulomb(PMC)准则，考虑多孔岩石破坏模式间的转化和高围压下裂隙坍塌的特征，提出了在高围压应力情况下，表征压剪屈服的Back-Paul-Mohr-Coulomb(BPMC)模型;推导了BPMC模型摩擦角包络线的表示方法，根据分段线性原则，在p-q平面中获得12边形BPMC 线性破坏准则;基于应力不变量在p-q平面的转换关系，利用最小二乘法拟合获得了模型的特征参数。为了验证PMC & BPMC准则及对应破坏模式转化理论的合理性，本文拟合了PMC & BPMC模型，将拟合破坏面与试验数据进行对比;选用四川黄砂岩和金川大理岩，进行多组室内三轴压缩试验，研究不同围压下岩石破坏特征和强度特征，实验采用自主研发的便携式自密封岩石三轴试验高压舱加压系统。对试验数据进行拟合，获得的破坏包络线与实验数据拟合度较好;四川黄砂岩在围压达到90 MPa后出现剪应力峰值拐点，产生了孔隙坍塌型破坏，为压屈服破坏。结果表明:PMC & BPMC模型能预测孔隙岩石的帽子屈服面，拟合岩石破坏模式从剪切破坏到压剪破坏的过渡，可预测不同围压下的破坏强度及对应破坏模式。

来源：2019年第5期

《煤炭学报》期刊编辑部

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