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《巴西圆盘数值试验》实验报告 班级 采矿1201 姓名 何茂坤 学号 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： eq \o\ac(○,1)应力-应变曲线 eq \o\ac(○,2)计算抗拉强度 eq \o\ac(○,3)破坏模式 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 相变阀值均值σ0 /MPa 150 拉压比λ 10 最大压应变系数 200 泊松比均值μ 0.2 残余阀值系数 0.1 相变准则 修正的Coulomb准则 实验步骤： 打开RFDP软件，输入上述内容的试验数据，如下图所示， 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： 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。 （7）导出数据 实验结果分析： 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8~10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，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。