某玉石矿层状岩石力学特性试验研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

在工程实际中，层状岩石是最为常见的岩石，且岩石的各向异性特征表现很明显，其破坏机理与同性岩石相比较为复杂，多年来，国内外学者对层状岩石的各向异性特征做了持续的研究。

岩石的各向异性特征在工程实践中的作用十分重要，岩石在加载过程中各向异性特征表现明显，对岩石的变形破坏影响十分显著。在采矿工程中，岩石的各项异性特征对钻孔、爆破效率、效果都产生不同的影响；在土木工程方面，岩石的各向异性特征影响地下空间的开挖工作，并且还影响地面建筑物稳定性；在水利工程方面，岩石的各向异性对坝基的变形和稳定性同样产生较大影响。

层状岩石最典型的特征是其在变形和力学特性上表现出的各向异性。它多属于沉积岩、变质岩以及火成岩这三大类中的第一种，由物质经过沉积作用而形成，在自然界中极为常见。层状岩石在自然界中一层层沉积积累的过程中会形成一组占绝对优势的结构面，此面即为其优势结构面。沉积岩的优势结构面大多为岩层中不同物质的分界面，在岩石中表现十分明显。正是由于这种层理面，控制了其在受载过程中表现的各种特性。这种层理面的特征在于：与层理面平行的方向，岩石组分差异不大，多表现出相同的力学和变形特性；与层理面垂直方向上，则变化复杂，受载表现出的力学性质也多不相同。因此，加强对岩石各向异性的研究意义重大。

纵观国内外，在对层状岩石力学性质的研究中，赵海斌，蒋忠明等在层状岩体抗剪强度产状效应的数值试验研究中阐述到，层状岩体的抗剪强度参数表现为明显的非正向各项异性特征，而且随着结构面倾角的变大，可以采用空间椭圆的性质来分析抗剪强度与结构面产状之间的关系变化；lekhnitskii提出正交各项异性理论，lekhnitskiisg从连续介质的广义胡可定律出发，推导出了各向异性岩石弹性体的方程，为层状岩石各向异性特征的研究打下了基础，gerrard^]等国外学者对层状岩石的强度、变形等各向异性做了详细研究。

2. 研究的基本内容与方案

1、基本内容：本文主要针对贵州某矿山的层状岩石的变形性质与力学性质来开展研究，基于该类型岩石强度特性，合理选取该类型的岩石的材料模型，优化相关参数，并构建模型，研究微分层岩石的各向异性特征。根据该矿山的实际情况，结合相关岩石的力学性质，建立层状岩石的各向异性的模型，所涉及的具体内容如下：

（1）在对层状岩石的各项异性的研究基础之上，分析此类岩石的强度和破坏模式；

（2）通过试验获取层状岩石的力学参数，例如密度、弹性模量、泊松比等；

（3）对试验中的岩石材料进行模型构建，并且与室内试验数据进行对比分析，验证实验结果的正确性。

3. 研究计划与安排

（1）第1～2周，第一周完成5000汉字的英文文献翻译，第二周查找资料。

（2）第2～3周，第二周完成开题报告初稿，第三周完成开题报告；

（3）第4周，完成层状岩石的各项试验以及主要的设计研究工作；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张玉军，张维庆.不同的层状岩体抗剪强度表达式计算效果的有限元分析[j].武汉，岩土力学，2014.

[2] 朱泽奇，曾亚武.层状岩体单轴压缩强度及剪切破坏面分析[j].武汉，岩土工程界， 2004.[3] 钟勇.层状岩体的抗剪强度力学特性研究[j].山西，山西建筑，2009.

[4] 赵海斌，蒋忠明等.层状岩体抗剪强度产状效应的数值试验研究[j].长沙，人民长