1、巴西圆盘数值试验实验报告班级 采矿 1201姓名 何茂坤学号 20121297指导教师 于庆磊，刘洪磊日期 2015 年 1 月 2 日实验目的：1.得到在一定均质度下的应力- 应变全曲线；2.得到在一定均质度下的岩石抗拉强度；3.了解岩石破坏模式；4.学会熟练使用 rfpa 软件。实验内容：试样尺寸（圆盘直径）：90mm分析模式：平面应力加载条件：位移控制加载加载量： 每步 0.002mm试验内容： 应力-应变曲线 1计算抗拉强度 2破坏模式 3试样基元力学参数力学参数 参数值 控制参数 参数值 控制参数 参数值弹性模量均值 E/ MPa 60000 摩擦角 30 最大拉应变系数 1.5相变
2、阀值均值 0 /MPa150 拉压比 10 最大压应变系数 200泊松比均值 0.2 残余阀值系数 0.1 相变准则 修正的 Coulomb 准则实验步骤：（1） 打开 RFDP 软件，输入上述内容的试验数据，如下图所示，x y Brazilan试 验 加 载 条 件 下 的 力 学 模 型 （2） 设置巴西圆盘的图；得到如下的图：然后继续如下操作：输入以下坐标数值：然后设计巴西圆盘：得到如下图：（3） 设置纵向加载每步为 0.002mm 的位移；（4）设置实验步数；（5）设置系统自定义对话框（6）运行软件，观察试件在纵向加载每步为 0.002mm 的位移下材料发生破坏的过程，直至试件最终断裂
3、。（7）导出数据实验结果分析：1. 当均质度 m=2 时，生成的数据如下：1）（2）得到的应力- 应变曲线如下图。（2）岩石抗拉强度。由曲线和数据知，此试件的最大抗拉强度值为 3.1532MPa。（3）岩石破坏模式由于该实验产生的应变较小，因此属于脆性破坏。总体分析：巴西劈裂试验的受力状态属于圆盘对心受压状态，在线载荷的作用下，可以得到沿试样垂直向直径平面内的水平拉应力，由计算公式可以得到压应力是拉应力的 3 倍，虽然拉应力比压应力要小，但是对于岩石材料来说，抗压强度大约是抗拉强度的 810 倍，因此认为试样是受拉破坏而非受压破坏。实际上在实验中，载荷并不是一条直线，而是沿着一条弧线加上去的，
4、但是弧高不超过圆盘直径的 1/20，而且线载荷还会造成圆盘表面的破坏，所以实验结果是试样并不是完全沿着直径破坏，而是有着些许的偏差。实验感悟:1，学会利用 RFPA 软件，对岩石的变形与破碎过程进行数值试验，不仅具有方便灵活可重复性强的特点，而且可以根据不同需要整理所需要的信息，并且以图片、文字、表格等方式反映出来，来满足理论分析与设计需要。rfpa 在岩石力学方面的作用还是很大的，通用性强，方便灵活，具有可重复性，并且 rfpa软件模拟岩石力学方面的问题相比在现场测试来说，不仅节省人力物力财力，而且得到的数据更加详尽。2，其次通过数值试验，我们能够清楚地再现岩石的劈裂与破碎过程，了解了巴西圆盘的应力应变关系，以及抗拉强度等性质，通过观察巴西圆盘的变形特征，试验数据和应力应变曲线，让我们清楚的认识到巴西圆盘的破坏模式，再现了岩石的抗拉强度比抗压强度要低很多的事实和性质，加深我们对岩石变形性质的了解，方便以后的设计工作与安全合理化利用，更好地理论联系并应用于实际。现在对岩石的破碎与失稳研究主要依赖于现场观测与物理实验，RFPA 很好地补充了常规教学，辅助我们对岩石力学的学习。3，对模拟试验的分析，方便以后的设计工作与安全合理化利用，更好地理论联系并应用于实际。进行数值试验在对岩石进行力学研究中有着极其重要的。
