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%。
针对具有显著层理面的红砂岩体,按照平行层理面和垂直层理面两个方向加工,得到平行层理组试件和垂直层理组试件。利用超声波仪测定两组试件的纵波波速,依据波速选取离散型较小的试件开展单轴压缩试验,系统研究不同加载方向下两组试件的强度特性、变形特性、破坏特性及扩容特性。研究结果表明,垂直层理面试件的纵波波速和弹性模量均低于平行层理组试件,强度则高于平行层理面试件。平行层理组试件发生典型的劈裂破坏,垂直层理组试件发生典型的剪切破坏。采用扩容应力和剪胀角表征两组试件的扩容效应,研究发现平行层理组试件的扩容效应较垂直组弱。
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