采矿1201何茂坤20121297数值巴西实验.docx

《巴西圆盘数值试验》实验报告班级 采矿 1201姓名 何茂坤学号 20121297指导教师 于庆磊，刘洪磊日期 2015 年 1 月 2 日实验目的：1.得到在一定均质度下的应力- 应变全曲线；2.得到在一定均质度下的岩石抗拉强度；3.了解岩石破坏模式；4.学会熟练使用 rfpa 软件实验内容：试样尺寸（圆盘直径）：90mm分析模式：平面应力加载条件：位移控制加载加载量： 每步 0.002mm试验内容： 应力-应变曲线○ 1计算抗拉强度○ 2破坏模式○ 3试样基元力学参数力学参数 参数值 控制参数 参数值 控制参数 参数值弹性模量均值 E/ MPa 60000 摩擦角 30° 最大拉应变系数 1.5相变阀值均值 σ 0 /MPa150 拉压比 λ 10 最大压应变系数 200泊松比均值 μ 0.2 残余阀值系数 0.1 相变准则 修正的 Coulomb 准则实验步骤：（1） 打开 RFDP 软件，输入上述内容的试验数据，如下图所示，x y Brazilan试 验 加 载 条 件 下 的 力 学 模 型 （2） 设置巴西圆盘的图；得到如下的图：然后继续如下操作：输入以下坐标数值：然后设计巴西圆盘：得到如下图：（3） 设置纵向加载每步为 0.002mm 的位移；（4）设置实验步数；（5）设置系统自定义对话框（6）运行软件，观察试件在纵向加载每步为 0.002mm 的位移下材料发生破坏的过程，直至试件最终断裂。

7）导出数据实验结果分析：1. 当均质度 m=2 时，生成的数据如下：1）（2）得到的应力- 应变曲线如下图2）岩石抗拉强度由曲线和数据知，此试件的最大抗拉强度值为 3.1532MPa3）岩石破坏模式由于该实验产生的应变较小，因此属于脆性破坏总体分析：巴西劈裂试验的受力状态属于圆盘对心受压状态，载荷的作用下，可以得到沿试样垂直向直径平面内的水平拉应力，由计算公式可以得到压应力是拉应力的 3 倍，虽然拉应力比压应力要小，但是对于岩石材料来说，抗压强度大约是抗拉强度的 8~10 倍，因此认为试样是受拉破坏而非受压破坏实际上在实验中，载荷并不是一条直线，而是沿着一条弧线加上去的，但是弧高不超过圆盘直径的 1/20，而且线载荷还会造成圆盘表面的破坏，所以实验结果是试样并不是完全沿着直径破坏，而是有着些许的偏差实验感悟:1，学会利用 RFPA 软件，对岩石的变形与破碎过程进行数值试验，不仅具有方便灵活可重复性强的特点，而且可以根据不同需要整理所需要的信息，并且以图片、文字、表格等方式反映出来，来满足理论分析与设计需要rfpa 在岩石力学方面的作用还是很大的，通用性强，方便灵活，具有可重复性，并且 rfpa软件模拟岩石力学方面的问题相比在现场测试来说，不仅节省人力物力财力，而且得到的数据更加详尽。

2，其次通过数值试验，我们能够清楚地再现岩石的劈裂与破碎过程，了解了巴西圆盘的应力应变关系，以及抗拉强度等性质，通过观察巴西圆盘的变形特征，试验数据和应力应变曲线，让我们清楚的认识到巴西圆盘的破坏模式，再现了岩石的抗拉强度比抗压强度要低很多的事实和性质，加深我们对岩石变形性质的了解，方便以后的设计工作与安全合理化利用，更好地理论联系并应用于实际现在对岩石的破碎与失稳研究主要依赖于现场观测与物理实验，RFPA 很好地补充了常规教学，辅助我们对岩石力学的学习3，对模拟试验的分析，方便以后的设计工作与安全合理化利用，更好地理论联系并应用于实际进行数值试验在对岩石进行力学研究中有着极其重要的。