法向应力作用下砂岩错位裂隙变形行为研究

摘要：

受地质活动影响,天然裂隙往往存在不同程度的变形错位,对此类裂隙在法向应力作用下的变形行为尚缺乏定量的描述和评价,文献中经典裂隙变形模型的适用性尚未得到试验和数值模拟的验证.通过法向加载试验和弹塑性接触数值计算研究了具有不同错位的砂岩裂隙在法向应力作用下的变形破坏行为.采用经典的双曲线模型、统一指数模型和对数模型拟合了应力-位移曲线,确定了模型中参数的变化规律.结果表明:试验得到的应力-位移曲线与塑性破坏区域与数值计算结果基本吻合,验证了自主开发的弹塑性接触计算程序的可靠性;双曲线模型和对数模型在应力水平较小的阶段与数值计算结果存在较大偏离,而统一指数模型通过引入系数n,能够较好地匹配整个加载过程中的应力-位移关系;模型中的最大闭合量Vmax与裂隙最大开度正相关,初始法向刚度Kni与岩石弹性模量正相关,与裂隙表面粗糙度和错位率负相关,系数n与裂隙表面粗糙度和错位率正相关;基于上述规律建立了针对Vmax、Kni和n的预测公式,预测结果与试验结果吻合良好.

关键词：岩石裂隙;法向应力;法向位移;错位;弹塑性接触

所属期刊栏目：42

分类号：TU451(土力学、地基基础工程)

资助基金：浙江省自然科学基金资助项目;国家自然科学基金资助项目

在线出版日期：2021-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1850-1860