裂纹雁行分布岩体试样应力场特征与破坏模式研究

发布时间：2022-02-14 14:43

　　雁行分布是岩体中重要的裂纹分布形式之一,且对裂隙岩体力学性质有重要影响。本文通过模拟试验手段,较为系统地研究了含两条雁行典型裂纹岩体试样的预制裂纹倾角、侧压、裂纹面摩擦系数等因素对试样单轴抗压强度、第一主应力、剪切应力以及贯通破坏模式的影响规律;运用应力极值线定义得到了裂纹尖端的拉应力、剪应力极值线,分析了这两类极值线的分布特征,揭示了雁行分布裂纹条件下次生张拉裂纹、次生剪切裂纹的起裂、发展、贯通路径与机理,总结了两条雁行分布裂隙岩体试样贯通模式的演化规律。研究表明:两条雁行裂纹岩体试样,预制裂纹倾角从0°逐步增大到70°,试样峰值强度先减小而后增大,最小值出现在裂纹倾角在40°～45°区间时;侧压会显著削弱裂纹倾角对试样峰值强度的影响;裂纹倾角较小时,裂纹面摩擦系数对试样峰值强度影响显著,反之影响甚微;当裂纹倾角小于30°时,试样裂纹端部先张拉破坏,且易于形成剪切贯通次生裂纹;当裂纹倾角大于50°时,试样先张拉破坏,且易于形成张拉贯通次生裂纹;当裂纹倾角在30°～50°间时,试样易于形成拉剪复合性贯通次生裂纹。 

【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

雁行预制裂纹与分布特征参数

图3给出了砂岩、类岩石材料、细观数值试样在单轴加载条件下的应力-应变关系曲线。3种试样应力-应变关系曲线具有相似性且峰值强度以及对应的应变、峰后曲线形态表现出了很好的一致性。砂岩、类岩石材料、数值试样峰值强度分别为98.6MPa、114.4MPa、107.4MPa，应变分别为0.74%、0.67%、0.65%，强度最大相差约16%、最小相差约6%。本文建立的数值模型试样能够反映砂岩的基本性质，可用于进一步系统的分析。利用物理模型试验参数反演得到数值试验所用的力学参数，即为变形模量为14.1GPa、泊松比为0.23、黏聚力为1.1MPa、内摩擦角为35°。图3 砂岩、类岩石材料、数值试样的应力-应变曲线

砂岩、类岩石材料、数值试样的应力-应变曲线

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3624750