岩土力学 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (12): 4295-4304.doi: 10.16285/j.rsm.2017.1544

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

岩石空心圆柱扭剪仪研制的重点问题及研究进展

周 辉1,2，黄 磊1,2，姜 玥1,2，卢景景1,2，张传庆1,2，胡大伟1,2，李 震3   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071； 2. 中国科学院大学 北京 100049；3. 河南理工大学 土木工程学院，河南 焦作 454000
  • 收稿日期:2017-07-24 出版日期:2018-12-11 发布日期:2018-12-31
  • 作者简介:周辉，男，1972年生，博士，研究员，主要从事岩石力学试验、理论、数值分析与工程安全性分析方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家重点基础研究发展计划（973）项目（No.2014CB046902）；中国科学院科研装备研制项目（No.YZ201553）；国家自然科学基金项目（No.51427803，No.51709257）。

Critical problems and research progress on the development of rock hollow cylinder torsional shear apparatus

ZHOU Hui1,2, HUANG Lei 1,2, JIANG Yue1,2, LU Jing-jing1,2, ZHANG Chuan-qing1,2, HU Da-wei1,2, LI Zhen3   

  1. 1.State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. School of Civil Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, Henan 454000, China
  • Received:2017-07-24 Online:2018-12-11 Published:2018-12-31
  • Supported by:
    This work was supported by the National Program on Key Basic Research Project of China (973 Program)(2014CB046902), the Instrument Developing Project of the Chinese Academy of Sciences (YZ201553) and the National Natural Science Foundation of China (51427803, 51709257).

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摘要： 随着深部岩体工程的发展，开挖卸荷导致的应力主轴旋转问题引起了广泛关注。首先，分析总结了岩体工程中存在的应力主轴旋转问题及其对岩体工程稳定性的影响；其次，介绍了土体空心圆柱扭剪仪的发展现状及其特点，从荷载的施加方式、试样尺寸两个方面指出了研制岩石空心圆柱扭剪仪的关键问题，并与土体空心圆柱扭剪仪进行了对比，提出了新的扭矩施加技术和合理的岩石空心圆柱试样尺寸；最后，总结概括了考虑应力主轴旋转的土体本构模型的研究成果，并对考虑应力主轴旋转的岩石本构关系的研究进行了展望。该工作将对岩石空心圆柱扭剪仪的研制和相关理论的研究提供一定的参考和指导。

关键词: 岩石力学, 应力主轴旋转, 空心圆柱扭剪仪, 扭矩, 试样尺寸, 本构关系

Abstract: With the development of deep rock mass engineering, the problem of rotation of principal stress axes due to excavation activity has been of great concern. Firstly, this paper analyzes the problem of rotation of principal stress axes in rock mass engineering and its effect on the stability of surrounding rock mass. Secondly, the developing of the soil hollow cylinder apparatus and its characteristic are introduced, and the critical problem of design of rock hollow cylinder apparatus is pointed out from two aspects, load method and specimen geometry. In addition, compared with soil hollow cylinder apparatus, a new torque applied technology of rock hollow cylinder apparatus and specimen geometry has been proposed. Finally, the research results of the constitutive model of soil under rotation of principal stress axes are summarized, the constitutive relation of rock under rotation of principal stress axes is also prospected. This paper provides reference and guidance for the design of hollow cylinder apparatus and relevant theoretical study.

Key words: rock mechanics, rotation of principal stress axes, rock hollow cylinder torsional shear apparatus, torque, specimen geometry, constitutive relation

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