岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (2): 660-667.doi: 10.16285/j.rsm.2017.1645

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究

柯志强1, 2,王环玲3, 1,徐卫亚1, 2,林志南1, 2,吉 华1, 2   

  1. 1. 河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏 南京 210098; 2. 河海大学 岩土工程科学研究所,江苏 南京 210098;3. 河海大学 港口海岸与近海工程学院,江苏 南京 210098
  • 收稿日期:2017-11-12 出版日期:2019-02-11 发布日期:2019-02-14
  • 通讯作者: 王环玲,1976年生,女,教授,博士生导师,主要从事岩石渗流力学与工程研究。E-mail:wanghuanling@hhu.edu.cn E-mail:kezhiqiang1993@163.com
  • 作者简介:柯志强,1993年生,男,硕士研究生,主要从事岩石力学与工程方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No. 2017YFC1501100);国家自然科学基金(No. 11572110,No. 11772116);中央高校基本科研业务费专项资金项目(No. 2016B05314)

Experimental study of mechanical behaviour of artificial columnar jointed rock mass containing transverse joints

KE Zhi-qiang1, 2, WANG Huan-ling3, 1, XU Wei-ya1, 2, LIN Zhi-nan1, 2, JI Hua1, 2   

  1. 1. Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 3. College of Harbour, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China
  • Received:2017-11-12 Online:2019-02-11 Published:2019-02-14
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R & D Program of China (2017YFC1501100), the National Natural Science Foundation of China (11572110, 11772116) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2016B05314).

摘要: 针对柱状节理岩体的构造特性,采用水泥砂浆等材料制作出具有不同柱体倾角且含有横向节理分布的柱状节理岩体模型,并通过单轴压缩试验,研究柱体倾角和横向节理对岩体各向异性力学特性及破坏机制的影响。结果表明:试样峰值强度和变形模量随柱体倾角变化曲线均近似为U形,并体现出典型的各向异性特征;随着柱体倾角的变化,试样单轴压缩破坏模式可分为垂直于柱体轴向的劈裂破坏、沿纵向节理面的剪切滑移破坏、滑移破坏与劈裂破坏同时发生的复合破坏和平行于柱体轴向的劈裂破坏4类;横向节理的存在降低了柱状节理岩体沿柱轴方向的完整性,并影响了劈裂破坏裂纹的分布与扩展,因此,横向节理切割柱体是影响柱状节理岩体承载能力的重要因素。

关键词: 柱状节理岩体, 横向节理, 各向异性, 破坏模式, 单轴压缩试验

Abstract: Based on the geological structure of columnar jointed rock mass, artificial columnar jointed rock mass specimens with different column dip angles and transverse joints were made of cement mortar. Uniaxial compression tests were carried out to investigate the effect of dip angles and transverse joints on mechanical behaviour and failure modes. The results showed that the shape of various curves of deformation modulus and peak strength with dip angles were similar to the letter “U” which indicated significant anisotropy. With the dip angles changed, the failure modes of columnar jointed rock mass under uniaxial compression would be different. Four typical failure modes were summarised, i.e., the splitting failure orthogonal to column axis, shear-sliding failure, comprehensive failure of splitting and shear-sliding, splitting failure along the column axis. Since the transverse joints cut off columns, the integrity of rock mass was reduced along the axial direction, which influenced the distribution and coalescence of splitting fracture. Thus, the bearing capacity of columnar jointed rock mass was largely affected by the transverse joints.

Key words: columnar jointed rock mass, transverse joints, anisotropy, failure mode, uniaxial compression test

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