采矿1201何茂坤20121297数值巴西实验

《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：○1应力-应变曲线○2计算抗拉强度○3破坏模式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/MPa60000摩擦角30°最大拉应变系数1.5相变阀值均值σ0/MPa150拉压比λ10最大压应变系数200泊松比均值μ0.2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，（2）设置巴西圆盘的图；xyBrazilian试验加载条件下的力学模型得到如下的图：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3.1532MPa。（3）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，在线载荷的作用下，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。