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利用INSTRON1346電液伺服控制試驗系統(tǒng),對湘西南地區(qū)典型砂質板巖進行室內試驗,重點分析了砂質板巖內部定向層理弱面對板巖強度和變形特征的影響。試驗結果表明,砂質板巖力學特性具有顯著的橫觀各向同性特征,定向弱面與水平面平行(夾角0°)時,全程應力應變曲線存在明顯的壓密變形階段,抗壓強度最高,破壞模式為與層面斜交的壓剪破壞。當弱面與水平面垂直(夾角90°)時,初始壓密變形量較小,峰前主要為線彈性變形,峰值強度比夾角0°低48%,板巖強度各向異性系數(shù)為0.68。砂質板巖各向異性力學特性的試驗研究為解決工程技術問題提供了基本參數(shù)。
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為了研究層理對砂巖物理力學特征的影響,以布爾臺煤礦5-2煤基本頂粉砂巖為研究對象,對其進行了直接拉伸、直接剪切和單軸壓縮試驗,分析了層理對其縱波波速、抗拉強度、抗剪強度、抗壓強度、彈性模量及峰值應變的影響。試驗結果表明:層理對抗壓強度、殘余剪切強度基本沒有影響,但是對抗拉強度、峰值應變(拉伸)、抗剪強度、彈性模量、峰值應變(單軸)和縱波波速等有顯著的影響;抗拉強度、峰值應變(拉伸)、抗剪強度、彈性模量、峰值應變(單軸)及縱波波速分別降低了31.6%、33.2%、33.9%、33.3%、42.7%、8.4%。
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