岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (7): 2489-2501.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0618CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0618
郭莹1, 2,张小波1, 2,曹志松1, 2,易乐1, 2,马永力1, 2,姚池1, 2
GUO Ying1, 2, ZHANG Xiao-bo1, 2, CAO Zhi-song1, 2, YI Le1, 2, MA Yong-li1, 2, YAO Chi1, 2
摘要: 在千枚岩地层中的隧洞开挖的围岩应力集中效应与层面力学效应对岩体变形破坏的影响显著,容易引起围岩的非对称变形。为深入理解千枚岩层理倾角对围岩变形破坏的控制作用,研究了0º,30º,45º,60º和90º这5种层理倾角的含孔洞千枚岩试样在压缩条件下的变形特征、应力演化和渐进破坏机制。试验结果表明:含孔洞千枚岩破坏荷载随层理倾角的增大呈U型变化趋势。基于数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)技术研究了层理倾角对含孔洞岩样破坏模式的影响:层理倾角为0°时,孔顶与孔底形成高应变集中区,发生张拉破坏;层理倾角为30°~60°时,在孔洞应力集中效应与层面力学效应的共同作用下,应变集中带沿层理扩展,诱发剪切滑移破坏;层理倾角为90°时,应变集中带沿竖直方向延伸,发生沿层理的劈裂张拉型破坏。采用基于内聚力模型的有限-离散元方法研究了含孔洞千枚岩试样的细观破坏机制,基于试验结果验证了该方法在模拟含孔洞层状岩样力学行为的可行性和适用性。双轴加载条件下的数值模拟研究表明,侧压不仅提高了岩样的承载能力,降低各向异性率,同时还使得不同倾角岩样的破坏模式发生转变。
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