岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (8): 2409-2420.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0889CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.0889
王炳文,刘臣毅,康明超,李乾龙,杨雷,周森林,钱垒
WANG Bing-wen, LIU Chen-yi, KANG Ming-chao, LI Qian-long, YANG Lei, ZHOU Sen-lin, QIAN Lei
摘要: 裂隙是造成岩体力学性能劣化的关键因素,针对非闭合裂隙对岩体的损伤作用与裂纹扩展问题,在考虑T 应力的前提下,基于Mohr-Coulomb强度准则推导了非闭合裂隙的尖端弹塑性边界方程解析解,以裂隙尖端塑性核区为评价指标,分析了应力环境与裂隙角度α 对岩体损伤的影响;通过离散元数值模拟分析,探讨了非闭合裂隙的细观裂纹扩展特性与岩体损伤演化规律。研究表明:当侧压系数λ<0.4,随着π/2,π减小,塑性核区在[π/2,π]范围内扩张速度大于其他区域,导致其形态在裂隙表面呈不均匀分布;当λ<0.7,以α =45°为分界,分界点以下α 减小则塑性核区面积缓慢减小,反之则快速增大;随着α 增大,塑性核区面积呈缓增长―急增长―稳定的S 形曲线变化规律,λ 越小,曲线变化越陡峭;非闭合裂隙岩体的单轴抗压强度与塑性核区面积呈负相关关系,塑性核区面积增加,裂纹扩展所需应力增量减小且扩展长度增加,岩体抗压强度减小。研究揭示了非闭合裂隙对岩体损伤的力学机制,为岩体稳定性评估提供了依据。
中图分类号: TU 452| [1] | 马双星, 沈超敏, 刘斯宏, 王行, 李健, 张梦瑶. 堆石料级配相关力学规律预测方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3462-3472. |
| [2] | KOCHARYAN Gevorg, OSTAPCHUK Alexey, SHATUNOV Ivan, 戚承志. 含黏土断层滑动行为稳定性[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3513-3522. |
| [3] | 谢立夫, 关振长, 黄明, 丘华生, 许超. 考虑主动铰接的盾构-地层相互作用模型及求解研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3574-3584. |
| [4] | 张昕晔, 刘志伟, 翁效林, 李铉聪, 赵建崇, 刘小光. 上砂下黏复合地层隧道开挖面稳定性及破坏模式研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3637-3648. |
| [5] | 王帅, 王豫徽, 王玲, 李佳祺, 赵梓皓, 庞凯旋, . 基于晶体模型的岩石孔隙结构与矿物组成对裂纹扩展影响机制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3289-3301. |
| [6] | 孙闯, 蒲云波, 敖云鹤, 陶琦, . 冻融饱水裂隙砂岩力学特性及细观破裂演化特征研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2339-2352. |
| [7] | 沈扬, 沈嘉毅, 梁晖, 樊科伟. 基于3D打印技术的仿真钙质砂三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2353-2362. |
| [8] | 刘雯, 范金洋, 刘文浩, 陈结, 刘伟, 吴斐, . 气压-应力耦合作用下盐岩应力松弛特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2434-2448. |
| [9] | 吴兵, 盛建龙, 叶祖洋, 周新, . 单裂隙岩体非线性渗流-法向应力耦合模型研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2495-2504. |
| [10] | 李满, 辛昊哲, 刘先珊, 张帆, 胡大伟, 杨福见, . 基于修正相场模型的岩体混合模式破裂数值研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2600-2612. |
| [11] | 肖智勇, 王刚, 刘杰, 邓华锋, 郑程程, 姜枫, . 基于等效裂隙的表观渗透率模型改进及变滑脱效应研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1466-1479. |
| [12] | 李邵军, 张世殊, 李永红, 柳秀洋, 李治国, 徐鼎平, 程丽娟, 江权, 汤大明, 陈刚, . 双江口水电站极高应力大型地下厂房硬岩破坏机制与稳定性控制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1581-1594. |
| [13] | 张艳博, 周浩, 梁鹏, 姚旭龙, 陶志刚, 来有邦, . 基于到时精确拾取与智能优化算法结合的岩石声发射定位方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1643-1656. |
| [14] | 汪昕, 幸安康, 曾子强, 姜祎, 徐建宇, 王晓南, 刘造保, . 层理铁矿石剪切力学性能试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1039-1048. |
| [15] | 宋勇军, 卢云龙, 王双龙, 谢丽君, 操警辉, 安旭晨, . 岩石冻融过程未冻水含量演化特征及对力学特性影响研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1049-1059. |
|
||