岩石裂纹损伤及围压对剪切破坏影响研究

摘要：

岩石内部细观裂纹的存在,对压缩作用下岩石剪切断裂的宏观现象有着重要的影响.然而,能够通过解析解阐释细观裂纹几何特性、围压等影响因素对压缩作用下剪切断裂面角度变化趋势的研究很少.基于Ashby模型中提出的裂纹尖端应力强度因子,提出了一种改进的考虑裂纹角度影响的应力强度因子表达式.利用该改进的应力强度因子表达式,推出了一个可以预测岩石峰值强度的裂纹扩展、应变与应力之间的本构关系.结合本构关系的峰值强度与摩尔-库仑失效准则,得到了岩石损伤与内摩擦角、黏聚力、剪切强度及失效断裂面角度之间的理论关系;讨论了围压、裂纹尺寸、角度及摩擦系数对岩石宏观剪切断裂面角度的影响,通过试验结果验证了模型合理性.结果 表明:随着损伤增大,内摩擦角、黏聚力及剪切强度不断减小;随着围压增大、摩擦系数增大和初始裂纹尺寸减小,剪切断裂面角度不断增大;随着裂纹角度增大,剪切断裂纹面角度先减小后增大.

关键词：岩石力学、剪切断裂面角度、裂纹角度、围压、损伤

所属期刊栏目：40

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金51708016;中国博士后科学基金2017M610755;北京市属高校基本科研业务费专项资金资助X18129,X18277

在线出版日期：2019-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：4249-4258