三轴压缩条件下单裂隙岩石的破坏特性研究

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (11): 3251-3256.

三轴压缩条件下单裂隙岩石的破坏特性研究

肖桃李^{1, 2}，李新平¹，郭运华¹

1. 武汉理工大学道路桥梁与结构工程重点实验室，武汉 430070；2. 长江大学城市建设学院，湖北荆州 434023

收稿日期:2012-07-16 出版日期:2012-11-12 发布日期:2012-11-14
作者简介:肖桃李，男，1978年生，博士研究生，副教授，主要从事岩土工程和工程地质方面的教学研究工作
基金资助:
国家自然科学基金资助(No. 50974100)。

Experimental study of failure characteristic of single jointed rock mass under triaxial compression tests

XIAO Tao-li^{1, 2}，LI Xin-ping¹，GUO Yun-hua¹

1. Key Laboratory of Roadway, Bridge & Structure Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China; 2. School of Urban Construction, Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434023, China

Received:2012-07-16 Online:2012-11-12 Published:2012-11-14

摘要/Abstract

摘要： 通过在高强硅粉砂浆材料模型中预制特定倾角和特定尺寸的单裂隙，以常规三轴压缩试验为手段，研究单裂隙试样的破坏特性。试验中观察到3类典型的裂纹，即拉伸型裂纹（Ⅰ型）、滑移型裂纹（Ⅱ型）和撕开型裂纹（Ⅲ型），其中Ⅱ型、Ⅲ型裂纹在三维试验中普遍存在，Ⅰ型裂纹仅在部分试件中观察到；三轴压缩条件下试样的破裂模式有3种，即拉剪复合破坏、“X”型的剪切破坏和沿裂隙面的剪切破坏。试验结果表明：三轴压缩条件下的单裂隙试样的裂隙扩展规律与预制裂隙关系密切，围压是试样宏观破裂模式的主要影响因素，预制裂隙长度主要影响裂隙扩展的规模，预制裂隙倾角则是新裂隙起裂的诱因。

关键词: 岩石力学, 模型材料, 常规三轴压缩试验, 破坏特性, Ⅲ型裂纹

Abstract: A series of high-strength silicon powder mortar material model specimens with single joint which containing the specific size and the particular inclination are made in the laboratory, the failure modes and characteristics of the single jointed specimens are researched by means of the conventional triaxial compression test. Three typical cracks are observed during the test; they are stretching mode crack (Ⅰ), sliding mode crack (Ⅱ), tearing mode crack (Ⅲ). Ⅱ, Ⅲ cracks are ubiquitous and Ⅰcrack is only local existing. The main failure modes are X-shaped shear failure; and the pure shear failure mode is found under specific conditions. The results show that: the expanding regularity of fault cracks has close ties with the preexisting fissures; the confining pressure is the main influencing factors that the failure modes of the single jointed specimens under the conventional triaxial compression test; the preexisting length mainly affect the size of the fracture extension and joint inclination is the cause of the crack initiation.

Key words: rock mechanics, model material, conventional triaxial compression test, failure characteristic, tearing mode crack

中图分类号:

TU 452

肖桃李，李新平，郭运华 . 三轴压缩条件下单裂隙岩石的破坏特性研究[J]. , 2012, 33(11): 3251-3256.

XIAO Tao-li ，LI Xin-ping ，GUO Yun-hua . Experimental study of failure characteristic of single jointed rock mass under triaxial compression tests[J]. , 2012, 33(11): 3251-3256.

参考文献

相关文章 15

[1]	张艳博, 孙林, 姚旭龙, 梁鹏, 田宝柱, 刘祥鑫, . 花岗岩破裂过程声发射关键信号时频特征试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 157-165.
[2]	大久保诚介, 汤杨, 许江, 彭守建, 陈灿灿, 严召松, . 3D-DIC系统在岩石力学试验中的应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3263-3273.
[3]	张艳博, 梁鹏, 孙林, 田宝柱, 姚旭龙, 刘祥鑫, . 单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射频谱特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2497-2506.
[4]	马秋峰, 秦跃平, 周天白, 杨小彬. 多孔隙岩石加卸载力学特性及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2673-2685.
[5]	周辉, 陈珺, 张传庆, 朱勇, 卢景景, 姜玥, . 低强高脆岩爆模型材料配比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2039-2049.
[6]	田军, 卢高明, 冯夏庭, 李元辉, 张希巍. 主要造岩矿物微波敏感性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2066-2074.
[7]	金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[8]	苏国韶, 燕思周, 闫召富, 翟少彬, 燕柳斌, . 真三轴加载条件下岩爆过程的声发射演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1673-1682.
[9]	王宇, 艾芊, 李建林, 邓华锋, . 考虑不同影响因素的砂岩损伤特征及其卸荷破坏细观特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1341-1350.
[10]	李晓照, 戚承志, 邵珠山, 屈小磊, . 基于细观力学脆性岩石剪切特性演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1358-1367.
[11]	陈卫忠, 李翻翻, 马永尚, 雷江, 于洪丹, 邢天海, 郑有雷, 贾晓东, . 并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1213-1220.
[12]	郑广辉, 许金余, 王鹏, 方新宇, 王佩玺, 闻名, . 冻融循环作用下层理砂岩物理特性及劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 632-641.
[13]	李静, 孔祥超, 宋明水, 汪勇, 王昊, 刘旭亮, . 储层岩石微观孔隙结构对岩石力学特性及裂缝扩展影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4149-4156.
[14]	李晓照, 邵珠山, 戚承志, . 岩石裂纹损伤及围压对剪切破坏影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4249-4258.
[15]	金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 硬岩弹塑性变形破坏过程中强度参数及剪胀角演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4401-4411.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed