第44卷第5期2023年10月河南科技大学学报(自然科学版)JournalofHenanUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)Vol.44No.5Oct.2023基金项目:国家自然科学基金项目(41772333);陕西省自然科学基金重点项目(2020JZ-53)作者简介:王娟(1979—),女,山西保德人,工程师,硕士,主要从事岩石力学理论与工程应用等方面的研究.收稿日期:2023-04-10文章编号:1672-6871(2023)05-0056-09DOI:10.15926/j.cnki.issn1672-6871.2023.05.008不同裂隙数量砂岩体力学性状演变规律试验研究王娟1,王星2,袁超1,吴禄源3(1.西安科技大学理学院,陕西西安710699;2.陕西建工第八建设集团有限公司,陕西西安710001;3.河南大学土木建筑学院,河南开封475001)摘要:对完整及裂隙砂岩样开展三轴压缩试验,结合扫描电镜、声发射定位、数值计算等表征手段,探明不同裂隙数量及围压条件下岩体力学性状及行为的演变规律,再现不同裂隙几何特征岩体破裂演化全过程,揭示细观角度下裂隙岩体破裂机理。结果表明:随围压的增大,裂隙岩体由脆性向延性转变,其强度增长速率逐渐减缓,2MPa围压对岩体强度影响显著,完整岩样破坏形态由张拉向剪切转变,不同裂隙数量岩样均表现为剪切破坏;裂隙岩体变形破坏过程可分为裂纹萌生、裂纹稳定增长、峰前及峰后裂纹加速增长4个典型阶段;岩体裂纹扩展破坏形态由翼裂纹、次生共面裂纹和次生倾斜裂纹萌生及扩展3部分共同组成;预制裂隙上下端应力集中处裂纹首先萌生,翼裂纹沿拉应力释放区和压应力区边界扩展发育,剪切次生共面裂纹沿与裂隙倾角平行的方向汇合贯通,形成张拉-剪切复合型断裂面。关键词:裂隙岩体;围压;力学特性;裂纹扩展中图分类号:TU452文献标志码:A0引言裂隙岩体是边坡、基岩等工程中普遍存在的一种结构形式,在结构特征(裂隙、断层)、赋存环境(围压)、外荷载共同作用下,易出现损伤、强度劣化和失稳,进而诱发滑坡、崩塌等地质灾害和工程事故[1-2]。究其原因,岩体内部软弱结构面在复杂环境下不断发育扩展致使其强度发生劣化。因此,研究裂隙岩体微细观结构特性对宏观破裂的诱发机制是解决工程灾害的科学基础。近年来国内外学者在裂隙岩体力学特性方面取得了阶段性成果。文献[3]通过单轴压缩试验,研究了裂隙数量对岩体变形破坏特性的影响,得出岩体峰值应力随裂隙数量的增加而不断减小;文献[4]对含有非共面双裂隙类岩石材料开展了单轴压缩试验,得出裂纹凝聚的类型与裂隙的几何形状有关,产生包括翼裂纹、反翼裂纹、共面剪切裂纹和斜向剪切裂纹4种类型裂纹;文...
