›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (1): 216-221.doi: 10.16285/j.rsm.2016.0224

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于量纲分析的岩石相似材料抗压强度计算模型

岳 哲,叶义成,王其虎,姚 囝,施耀斌   

  1. 武汉科技大学 资源与环境工程学院,湖北 武汉 430081
  • 收稿日期:2016-01-27 出版日期:2018-01-10 发布日期:2018-06-06
  • 通讯作者: 叶义成,男,1960年生,硕士,教授,博士生导师,主要从事采矿工程和安全工程方面的研究工作。E-mail: yyc60@126.com E-mail:yuezhe816@163.com
  • 作者简介:岳哲,男,1991年生,硕士研究生,主要从事矿山岩石力学方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 51574183)。

A model for calculation of compressive strength of rock-like materials based on dimensional analysis

YUE Zhe, YE Yi-cheng, WANG Qi-hu, YAO Nan, SHI Yao-bin   

  1. School of Resource and Environmental Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430081, China
  • Received:2016-01-27 Online:2018-01-10 Published:2018-06-06
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51574183).

摘要: 物理相似模型试验是复杂、难采矿技术研究的有效手段,而岩石相似材料物理力学特性的研究是试验有效进行的前提。根据相似原理和岩石的力学特性,论证了岩石相似材料单轴抗压强度的力学代表性。统计并分析了影响岩石相似材料单轴抗压强度的一系列因素,基于量纲分析的方法构建了岩石相似材料单轴抗压强度与砂粒径、配比材料总量、充填材料(砂)用量、水用量、养护方式等重要因素间的无量纲计算模型,结合岩石相似材料配比试验得到了定量关系式。选取3组具有代表性的岩石相似材料配比试验对所建立的单轴抗压强度计算关系式进行验证,其计算结果与实验室实测结果相吻合,平均误差为4.20%,定量关系式在岩石相似材料参数的研究上具有一定的合理性。研究结果可以为相似材料物理力学参数的预测及岩土工程物理模型试验相似材料的高效选取提供参考。

关键词: 量纲分析, 岩石相似材料, 抗压强度, 计算模型

Abstract: Physical similarity model test is an effective method to study complex and difficult mining technology, and the investigation of physical and mechanical properties of rock-like materials is the prerequisite for successful experiments. Based on similarity principle and mechanical properties of rock, mechanical representativeness of uniaxial compressive strength for rock-like materials is demonstrated. On the basis of the statistics and analysis of the influential factors which are closely related to uniaxial compressive strength of rock-like materials, a dimensionless calculation model has been constructed with dimensional analysis. Combined with proportioning tests of rock-like materials, the quantitative relations have been set up to correlate compressive strength with sand diameter, total amount of rock-like materials, filling materials(sand)dosage, water usage, curing approach, etc. The calculation expression of compressive strength is verified by 3 group proportioning tests of rock-like materials which are representative. The average error between computed results of compressive strength and the measured results at laboratory is 4.20%. The calculation model is suitable for investigating parameters of rock-like materials. The results provide references for predicting physical and mechanical parameters of rock-like materials and efficiently selecting similar rock-like materials for physical model test in geotechnical engineering.

Key words: dimensional analysis, rock-like materials, compressive strength, calculation model

中图分类号: 

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