›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (S1): 211-219.doi: 10.16285/j.rsm.2017.2595

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

注浆材料和预制裂纹缺陷角度对类岩石试件单轴抗压强度及破坏模式的影响

乐慧琳,孙少锐   

  1. 河海大学 地球科学与工程学院,江苏 南京 210000
  • 收稿日期:2017-11-17 出版日期:2018-07-20 发布日期:2018-09-02
  • 作者简介:乐慧琳,女,1992年生,博士研究生,主要从事岩石力学试验、理论、数值分析与工程安全性分析方面的研究。

Effect of grouting materials and inclination angle of pre-existing flaw on uniaxial compressive strength and failure mode of rock-like specimens

LE Hui-lin, SUN Shao-rui   

  1. School of Earth Sciences and Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210000, China
  • Received:2017-11-17 Online:2018-07-20 Published:2018-09-02

摘要: 选用环氧树脂和纯水泥浆作为注浆材料,对含不同角度和不同注浆材料裂隙试样进行单轴压缩试验。试验结果表明,注浆材料和裂纹缺陷角度对类岩石试件单轴抗压强度及破坏模式具有重要影响;环氧树脂加固效果优于纯水泥浆,环氧树脂可以有效地消除预制裂纹尖端的应力集中;在裂纹缺陷角度很小( <30°)和角度很大( =90°)的情况下无论裂隙是注环氧树脂还是纯水泥浆,注浆效果都不明显,当 =60°时两种注浆材料的加固效果都很好。提出滑动裂纹模型,对注浆裂隙进行力学分析发现,含注浆裂隙试样的抗压强度随着注浆材料和完整材料胶结面摩擦系数和黏聚力的增大而增大,不同注浆材料和完整材料胶结面的摩擦系数和黏聚力不同,解释了为什么不同的注浆材料对注浆试样强度提升作用不同。研究成果为分析工程中注浆材料和裂纹缺陷角度对岩体强度的影响提供了一定的理论基础。

关键词: 注浆材料, 裂纹缺陷角度, 类岩石试件, 单轴抗压强度, 破坏模式

Abstract: Epoxy resin and cement paste are chosen as grouting materials, uniaxial compressive tests are conducted on the specimens containing single grout-infilled flaw having different inclination angles. Experimental results show that grouting materials and flaw inclination angle have a significant influence on the uniaxial compressive strength and failure mode of rock-like specimens. The reinforcement effect of epoxy resin is better than that of cement paste, epoxy resin can effectively eliminate the stress concentration of the tips of the grout-infilled flaw. Whether the flaw is grouted with epoxy resin or cement paste, grouting has little improvement in uniaxial compressive strength(UCS) when the flaw inclination angle is very small ( <30°) or very large ( =90°), however, reinforcement effect is significant when the flaw inclination angle is 60°. For the specimens containing single flaw grouted with epoxy resin and cement paste, the failure path dose not cut through the grouting materials but cut through the interface between grouting material and model material. Sliding crack model is proposed. This model indicates that the UCS of specimens increases with increasing cohesion and friction angle of the interface between grouting material and model material. Different grouting materials have different improvement on the cohesion and friction angle of the interface, which is the reason why different grouting materials have different improvement on the UCS of specimens. This study will provide a theoretical frame for analyzing the influence of grouting materials and the inclination angle of flaw on the strength of rock mass in engineering projects.

Key words: grouting material, flaw inclination angle, rock-like specimens, uniaxial compressive strength(UCS), failure mode

中图分类号: 

  • TU452

[1] 李超, 李涛, 荆国业, 肖玉华. 竖井掘进机撑靴井壁土体极限承载力研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 227-236.
[2] 黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[3] 赵明华, 彭文哲, 杨超炜, 肖尧, 刘亚楠. 斜坡地基刚性桩水平承载力上限分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 727-735.
[4] 孟庆彬, 钱唯, 韩立军, 蔚立元, 王丛凯, 周星, . 极弱胶结岩体再生结构的形成机制 与力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 799-812.
[5] 江南, 黄林, 冯君, 张圣亮, 王铎, . 铁路悬索桥隧道式锚碇设计计算方法研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 999-1009.
[6] 孙锐, 杨峰, 阳军生, 赵乙丁, 郑响凑, 罗静静, 姚捷, . 基于二阶锥规划与高阶单元的 自适应上限有限元研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 687-694.
[7] 王培涛, 黄正均, 任奋华, 章亮, 蔡美峰, . 基于3D打印的含复杂节理岩石直剪特性 及破坏机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 46-56.
[8] 戴国亮, 朱文波, 郭晶, 龚维明, 赵学亮, . 软黏土中吸力式沉箱基础竖向抗拔承载 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 119-126.
[9] 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415.
[10] 刘新荣, 邓志云, 刘永权, 刘树林, 路雨明, . 地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与 破坏模式研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2507-2516.
[11] 许 江, 瞿佳美, 刘义鑫, 彭守建, 王 威, 吴善康, . 循环剪切荷载作用下充填物对结构面 剪切特性影响试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1627-1637.
[12] 王钦科, 马建林, 胡中波, 王 滨, . 浅覆盖层软质岩中抗拔桩承载特性现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1498-1506.
[13] 李世俊, 马昌慧, 刘应明, 韩玉珍, 张 彬, 张 嘎, . 离心模型试验与数值模拟相结合研究 采空边坡渐进破坏特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1577-1583.
[14] 王 琦, 孙会彬, 江 贝, 高 松, 李术才, 高红科, . 基于数字钻探和支持向量机预测岩体 单轴抗压强度的方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1221-1228.
[15] 柯志强, 王环玲, 徐卫亚, 林志南, 吉 华, . 含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 660-667.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!