岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (11): 4249-4258.doi: 10.16285/j.rsm.2018.1434
李晓照1, 2,邵珠山3,戚承志1, 2
LI Xiao-zhao1, 2, SHAO Zhu-shan3, QI Cheng-zhi1, 2
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。
中图分类号:
[1] | 张艳博, 吴文瑞, 姚旭龙, 梁鹏, 田宝柱, 黄艳利, 梁精龙, . 单轴压缩下花岗岩声发射、红外特征及 损伤演化试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 139-146. |
[2] | 叶阳, 曾亚武, 杜欣, 孙翰卿, 陈曦, . 球形砾石碰撞损伤破碎三维离散元模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 368-378. |
[3] | 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. |
[4] | 侯志强, 王宇, 刘冬桥, 李长洪, 刘昊. 三轴疲劳-卸围压条件下大理岩力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1510-1520. |
[5] | 李宗泽, 姜德义, 范金洋, 陈 结, 刘 伟, 吴 斐, 杜 超, 康燕飞. 盐岩三轴间隔疲劳特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1305-1312. |
[6] | 杨艳霜, 周辉, 梅松华, 张占荣, 李金兰. 高地应力硬脆性围岩开挖损伤区时效性扩展案例分析——特征与机制[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1357-1365. |
[7] | 王青元, 刘杰, 王培涛, 刘飞, . 冲击扰动诱发蠕变岩石加速失稳破坏试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 781-788. |
[8] | 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于Hoek-Brown准则的岩石应变软化模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 939-951. |
[9] | 侯会明, 胡大伟, 周辉, 卢景景, 吕涛, 张帆. 考虑开挖损伤的高放废物地质处置库温度-渗流-应力耦合数值模拟方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1056-1064. |
[10] | 马秋峰, 秦跃平, 周天白, 杨小彬. 岩石剪切断裂面接触算法的开发与应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1074-1085. |
[11] | 陈卫忠, 李翻翻, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 热−水−力耦合条件下黏土岩蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 379-388. |
[12] | 张峰瑞, 姜谙男, 杨秀荣, 申发义. 冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 509-519. |
[13] | 梁珂, 陈国兴, 刘抗, 王彦臻, . 饱和珊瑚砂最大动剪切模量的 循环加载衰退特性及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 601-611. |
[14] | 魏纲, 张鑫海, 林心蓓, 华鑫欣, . 基坑开挖引起的旁侧盾构隧道横向受力变化研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 635-644. |
[15] | 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140. |
|