›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (3): 637-646.doi: 10.16285/j.rsm.2016.03.004

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

非线性Mohr-Coulomb准则适用范围及其改进研究

李 斌1,刘艳章1,林坤峰2   

  1. 1. 武汉科技大学 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北 武汉 430081;2. 中钢集团武汉安全环保研究院,湖北 武汉 430081
  • 收稿日期:2015-03-16 出版日期:2016-03-11 发布日期:2018-06-09
  • 通讯作者: 刘艳章,男,1969年生,博士,教授,主要从事矿山测试、矿山岩石力学及工程稳定性分析、采矿工艺等方面的研究工作。E-mail: liuyanzhang@163.com E-mail: li19880506@126.com
  • 作者简介:李斌,男,1988年生,博士研究生,主要从事岩石力学及采矿方法与工艺方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No.51074115);湖北省自然科学基金重点项目(No.2015CFA142)。

Application scope of nonlinear Mohr-Coulomb criterion and its modification

LI Bin1, LIU Yan-zhang1, LIN Kun-feng2   

  1. 1. Hubei Key Laboratory for Efficient Utilization and Agglomeration of Metallurgic Mineral Resources, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430081, China; 2. Sinosteel Corporation Wuhan Safety and Environmental Protection Research Institute, Wuhan, Hubei 430081, China
  • Received:2015-03-16 Online:2016-03-11 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51074115) and Hubei Provincial Natural Science Foundation of China (2015CFA142).

摘要: SINGH M为克服(Mohr-Coulomb M-C)准则只能线性表征岩石强度随围压变化这一局限性,在M-C准则的基础上添加一个修正项对其进行改进,提出非线性M-C准则。该准则认为,岩石在围压达到其单轴抗压强度时岩石就进入临界状态,此观点与部分岩石的试验结果有较大的出入,使得该准则的适用范围受到影响。为拓宽非线性M-C准则的适用范围,通过对其修正项的进一步改进,提出M-C准则修正一般表达式。应用11种岩石三轴试验数据对M-C准则修正一般表达式、非线性M-C准则和目前岩石力学界认为较好的双曲线型准则的精度进行比较,结果显示,M-C准则修正一般表达式对岩石三轴强度的拟合精度高于其他两种准则,且由岩石三轴试验强度的一致性更好。证明M-C准则修正一般表达式优于非线性M-C准则,且适用范围更广。

关键词: Mohr-Coulomb准则, 非线性, 修正, 岩石临界状态, 适用范围, 指数型准则

Abstract: SINGH M proposed a nonlinear Mohr-Coulomb (M-C) criterion by adding a correction term to the original M-C criterion which could only linearly express rock strength variation with confining pressure. The nonlinear M-C criterion assumes that there is a critical state when the confining pressure reaches the uniaxial compressive strength of rock material, however it has a large discrepancy with some triaxial experimental results. In order to expand the application of the nonlinear M-C criterion, a general expression of M-C criterion is developed by further improving the correction term. A comparison among the general expression of M-C criterion, the nonlinear M-C criterion and the hyperbolic model is made by using triaxial data of 11 different kinds of rock. Analytical results show that the M-C criterion with the modified expression has a higher accuracy than the other two criteria. The strength values predicted by the generalized M-C criterion is consistent well with experimental values. Thus, the generalized M-C criterion has wider application than the nonlinear M-C criterion.

Key words: Mohr-Coulomb criterion, nonlinearity, modification, rock critical state, application scope, exponential criterion

中图分类号: 

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