利用INSTRON1346电液伺服控制试验系统,对湘西南地区典型砂质板岩进行室内试验,重点分析了砂质板岩内部定向层理弱面对板岩强度和变形特征的影响。试验结果表明,砂质板岩力学特性具有显著的横观各向同性特征,定向弱面与水平面平行(夹角0°)时,全程应力应变曲线存在明显的压密变形阶段,抗压强度最高,破坏模式为与层面斜交的压剪破坏。当弱面与水平面垂直(夹角90°)时,初始压密变形量较小,峰前主要为线弹性变形,峰值强度比夹角0°低48%,板岩强度各向异性系数为0.68。砂质板岩各向异性力学特性的试验研究为解决工程技术问题提供了基本参数。
为了研究层理对砂岩物理力学特征的影响,以布尔台煤矿5-2煤基本顶粉砂岩为研究对象,对其进行了直接拉伸、直接剪切和单轴压缩试验,分析了层理对其纵波波速、抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量及峰值应变的影响。试验结果表明:层理对抗压强度、残余剪切强度基本没有影响,但是对抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)和纵波波速等有显著的影响;抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)及纵波波速分别降低了31.6%、33.2%、33.9%、33.3%、42.7%、8.4%。
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