岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (9): 2695-2706.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0356
宋洋1,王贺平1,张维东2,赵立财3,周健华1,毛镜涵1
SONG Yang1, WANG He-ping1, ZHANG Wei-dong2, ZHAO Li-cai3, ZHOU Jian-hua1, MAO Jing-han1
摘要: 深部岩体节理往往存在不同程度的软弱充填物质,导致岩体力学性质更为复杂。开展恒定法向刚度CNS边界条件下,考虑高初始法向应力及不同节理粗糙系数JRC−充填度Δ组合模式的加锚充填节理岩体剪切试验,结合微观电镜扫描(scanning electron microscope,简称SEM)分析充填节理部分宏微观结构演变特征,推导CNS边界条件下峰值剪胀角相关计算方法。研究结果表明:当 Δ< 0.5,试件剪应力强度呈现应力硬化;当1.0<Δ≤1.5,剪应力强度由基本恒定演化为应力软化。当Δ小于临界充填度Δcr ,JRC成为峰值抗剪强度主要影响因素。 Δ在节理法向变形中起到控制作用,随着Δ的增加,出现剪胀、先剪胀后剪缩、剪缩3种演化规律,JRC则影响着试件剪胀−剪缩变化程度。充填节理部分破坏模式随着Δ的增加主要经历3个阶段:粗糙点磨平、充填物质摩擦、充填物质磨碎。微观角度下由疏松多孔结构形式演化为散体碎屑状结构形式。受挤压破碎区与挤压应力集中区二者的相互演化机制影响,锚杆剪切变形模式逐渐由 Δ= 0的“近似”拉剪变形向 Δ= 1.5的拉弯变形模式演变。在此基础上,提出了一种CNS边界条件下加锚充填节理岩体峰值剪胀角的计算公式,并进行了试验验证及边界条件影响参数敏感性分析。
中图分类号: TU458| [1] | 马春德, 康子豪, 阳文源, 谭观霜, 赵俊康, . 不同加载速率下花岗岩多期应力记忆方向独立性试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1709-1718. |
| [2] | 倪祖甲, 乔江美, 张俊楷, 唐旭海, . 基于微观岩石力学试验及精确矿物晶体建模的砂岩力学性质及波速分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1865-1880. |
| [3] | 孔洋, 阮怀宁, 汪璋淳, . 模拟柱状节理玄武岩试样的失效模式与各向异性特征试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 259-266. |
| [4] | 范浩, 王磊, 罗勇, 朱传奇, . 卸荷损伤砂岩的分级加载三轴蠕变力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 277-288. |
| [5] | 高荡, 彭俊, 王航龙, 王林飞, 彭坤, . 含层理砂岩真三轴条件下力学特性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 349-358. |
| [6] | 任富强, 谷金泽, 孙博, 常远, . 含不同孔洞类岩石材料的动力响应机制研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 654-664. |
| [7] | 隆能增, 任松, 吴斐, 陈征, 陈国庆, 张平, 张闯, . 酸性干湿循环下泥质砂岩劣化及声发射演化特征识别研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2653-2668. |
| [8] | 袁伟, 李建春, 李星, . 花岗岩冲击剪切力学行为的试验及数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1675-1685. |
| [9] | 张旭, 盛建龙, 叶祖洋, 周新, . 有自由面的裂隙网络稳定渗流试验与数值分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 878-884. |
| [10] | 张涛麟, 耿汉生, 许宏发, 莫家权, 林一帆, 马林建. 钙质砂注浆加固材料制备及固结体性能试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 327-336. |
| [11] | 匡智浩, 李邵军, 杜灿勋, 邱士利, 吝曼卿, 杜三林, . 考虑应力变化速率的岩石脆性评价指标[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 293-300. |
| [12] | 张闯, 任松, 张平, 隆能增, . 水、孔洞及层理耦合作用下的千枚岩 巴西劈裂试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1612-1624. |
| [13] | 马俊伟,胡新丽,唐辉明,雍 睿,夏 浩. 基于计算机辅助检测技术的滑坡模型试验坡面位移场测量[J]. , 2013, 34(S2): 477-485. |
| [14] | 梁 维,李克钢,侯克鹏,杜 俊. 散体云母片岩粒度分形特征及其与抗剪强度参数的关系[J]. , 2012, 33(3): 767-772. |
| [15] | 王建秀,胡力绳,叶 冲,唐益群,杨 坪. 复杂应力路径下大理岩三轴渗透试验研究[J]. , 2010, 31(8): 2389-2393. |
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