岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (6): 1681-1692.doi: 10.16285/j.rsm.2020.1501
武东阳,蔚立元,苏海健,吴疆宇,刘日成,周键
WU Dong-yang, YU Li-yuan, SU Hai-jian, WU Jiang-yu, LIU Ri-cheng, ZHOU Jian
摘要: 为探究锚杆对裂隙岩体的锚固效应及其对裂纹扩展的影响,分别制作裂隙倾角为15o、30o、45o、60o、75o以及90o的无锚和加锚类岩石试块,利用MTS816岩石伺服试验机进行单轴压缩试验,并采用声发射和数字照相技术对裂纹扩展过程进行同步监测和记录。此外,使用颗粒流软件PFC3D进一步研究不同锚固角对裂纹扩展的影响。结果表明:锚固体的峰值强度、弹性模量以及起裂应力较无锚试块均有提高。锚杆的存在降低了拉伸裂纹萌生和扩展时的应力强度因子,能够有效限制拉伸裂纹的萌生和扩展,并且抑制剪切裂纹的出现。拉伸裂纹的萌生和扩展过程可分为初始阶段和加速阶段,加锚试块预制裂隙两端特征点的位移明显小于无锚试块。根据PFC3D模拟结果,锚固角? = 45o时,锚杆锚固作用最明显,随着锚固角度?的增加,拉伸翼裂纹发育程度先增高后降低,预制裂隙试块破坏模式由剪切破坏转为拉剪复合破坏,再转变为剪切破坏。该研究结果可为分析岩体工程的稳定性提供一定的参考。
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