Yoshimine根据2006年Kiyoo Mogi对Dunham白云岩和Inada花岗岩的真三轴试验数据(图16.1)进行了计算机拟合分析。
式中,β为摩擦力,C为黏聚力,τ和σ的值取决于材料本身。
图16.1 Dunham白云岩的强度(Kiyoo Mogi 2006)
由俞茂宏教授提出的双剪模型(统一强度理论):
其中:
图16.2为b=0时Yoshimine根据以上实验数据拟合得出的Dunham白云岩的σ13随着τ13的变化曲线。其中材料参数β=0.597,C=79.7 MPa,相关的线性拟合因素r2=0.953。
图16.2 Dunham白云岩的σ13随着τ13的变化曲线(b=0)
Dunham白云岩的统一强度理论参数b随着相关因素的变化曲线如图16.3所示,其中r2max为0.979。通过拟合,最终得出参数b的最佳值为0.4798。
图16.3 Dunham白云岩的参数b随着相关因素r2的变化曲线
不同情况下Dunham白云岩σtwin随着τtwin的变化曲线如图16.4所示,其中材料参数的拟合最佳值为:β=0.485,C=145.4 MPa,b=0.4798。
图16.4 Dunham白云岩的σtwin随τtwin的变化曲线
根据以上得出的材料参数,应用统一强度理论拟合不同情况下Dunham白云岩强度的结果如图16.5所示。
由材料参数拟合最佳值即可画出Dunham白云岩的屈服极限面,如图16.6所示,其中β=0.485,C=145.4 MPa,b=0.4798。
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图16.5 Dunham白云岩的σ2随σ1的变化曲线
图16.6 Dunham白云岩强度的屈服极限面
2006年,Kiyoo Mogi对Inada花岗岩进行真三轴实验得出的强度结果如图16.7所示。
图16.7 Inada花岗岩的强度(Kiyoo Mogi 2006)
Yoshimine根据以上实验数据,得到Inada花岗岩的统一强度理论参数b随着相关因素的变化曲线如图16.8所示,其中r2max为0.996,得出参数b的最佳值为0.2384。
由此可得不同情况下,Inada花岗岩的σtwin随着τtwin的变化曲线如图16.9所示,其中材料参数的拟合最佳值分别为:β=0.642,C=110.7 MPa,b=0.2348。
图16.8 Inada花岗岩的参数b随着相关因素r2的变化曲线
图16.9 Inada花岗岩的σtwin随τtwin的变化曲线
根据以上得出的材料参数,应用统一强度理论拟合不同情况下Inada花岗岩强度的结果如图16.10所示。
根据材料参数拟合最佳值即可得出Inada花岗岩的屈服极限面,如图16.11所示,其中材料的几个参数分别为:摩擦力β=0.642,黏聚力C=110.7 MPa,统一强度理论参数b=0.2384。为了便于对比,将Dunham白云岩和Inada花岗岩的屈服极限面绘制在同一个坐标下,结果如图16.12所示。
图16.10 Inada花岗岩的σ2随着σ1的变化曲线
图16.11 Inada花岗岩的屈服极限面
图16.12 Dunham白云岩和Inada花岗岩的屈服极限面
由此可见,对于Dunham白云岩,统一强度理论参数b的值为0.4798,而对于Inada花岗岩,统一强度理论参数b的值为0.2384。
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