岩石三轴压缩强度研究：新经验函数与分析

"这篇论文是刘光连和牛杰关于岩石三轴压缩强度经验函数的研究，探讨了如何通过数学模型预测岩石在三轴压缩下的破坏强度。他们提出了新的经验函数，将最大主应力以显函数的形式表示为最小主应力和中间主应力的多项式，并通过数值计算方法确定了多项式的系数。研究涉及了八种常见的岩石类型，并对比了计算结果与实验数据，证明了新提出的强度函数的有效性和准确性。" 在岩石力学领域，三轴压缩试验是一种常用的技术，用于评估岩石在不同应力状态下的强度和破坏特性。这篇论文的核心贡献在于提出了三种岩石三轴压缩强度的经验函数，它们分别是： 1. 最小主应力和中间主应力的二元线性强度函数：这是一种基于两个主应力分量的线性关系来估算岩石强度的模型。 2. 双抛物线强度函数：这个函数考虑了最小主应力和中间主应力对岩石强度的非线性影响，以两个抛物线形式进行描述。 3. 直线抛物线强度函数：结合最小主应力的线性关系和中间主应力的二次关系，构建了一个混合型强度函数。 通过数值计算，论文对这八种岩石的三轴压缩强度数据进行了处理，得到了经验函数的系数，并用统计指标（如最大主应力相对误差、相关系数和计算方差）对计算结果进行了验证。结果显示，大部分误差在10%以内，所有经验函数的平均相关系数均大于0.97，表明这些函数能够准确地模拟岩石的三轴压缩强度。 论文还对比了新提出的函数与已有的岩石强度准则，如Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则、Mogi (1971) 线性函数、修正Lade-Duncan准则和修正Wiebols-Cook准则，认为双抛物线强度函数的计算效果最佳，其次是直线抛物线函数。这表明，中间主应力对岩石强度的影响可以用有最大值的二次抛物线描述，这与实验观察和混凝土的三轴压缩试验结果相吻合。 这项研究提供的岩石三轴压缩强度经验函数为岩石工程中的强度预测提供了新的工具，具有实际应用价值。关键词包括：岩石、三轴压缩、强度、经验函数和极限应变能强度理论。