层状砂岩各向异性力学特性试验研究

摘要：

岩体的各向异性力学特性对工程安全稳定具有至关重要的影响.针对工程中常见的层状砂岩,设计进行0°,15°,30°,45°,60°,75°和90°等7种层理角度的单轴和三轴压缩试验,详细分析层理角度对岩体力学特性和破坏模式的影响.研究结果表明:(1)不同层理角度岩样的应力-应变曲线形态基本一致,均包括压密阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段,随着层理角度的增加,应力-应变曲线的压密阶段逐渐变短;(2)在单轴和三轴压缩状态下,层状砂岩各向异性特性明显,层理角度从0°增大到90°,弹性模量逐渐增大,而变形模量、抗压强度、黏聚力和摩擦角先减小后增大,呈U型分布,在0°或90°时达到最大值,60°左右时达到最小值;(3)随着围压的增大,其对层理弱面开裂滑动的限制作用逐渐增强,层理弱面对岩样的破坏模式影响效应逐渐减弱,不同层理角度岩样的力学参数差别逐渐减小,岩样的各向异性特性逐渐减弱;(4)层状砂岩的破坏模式与层理角度和围压的关系密切,可以归纳为3种类型:劈裂张拉破坏、顺层理弱面的剪切滑移破坏、局部顺层理弱面和局部穿越基质、层理弱面的复合剪切破坏.研究结论可为层状砂岩相关的工程变形稳定分析提供参考.

关键词：岩石力学、层状砂岩、层理弱面、各向异性、力学特性、破坏模式

所属期刊栏目：37

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：湖北省自然科学基金重点项目2015CFA140;国家自然科学基金资助项目51679127;国家自然科学基金重点项目51439003.Supposed by the Natural Science Foundation of Hubei ProvinceGrant2015CFA140;National Nature Science foundation of ChinaGrant .51679127 and 51439003

在线出版日期：2018-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：112-120