岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (9): 2583-2594.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1682
韩勇1,李树忱1,袁超2,冯现大3,王修伟1
HAN Yong1, LI Shu-chen1, YUAN Chao2, FENG Xian-da3, WANG Xiu-wei1
摘要: 选取红砂岩为研究对象,采用水泥基薄喷材料,制作完整和裂隙红砂岩薄喷岩石试样,研究在单轴压缩条件下薄喷材料对完整和裂隙红砂岩强度、变形和能量演化特征的影响;采用颗粒流PFC3D软件,分析薄喷材料对不同裂隙倾角试样裂纹扩展特征的影响。结果表明:薄喷红砂岩试样的峰值强度和应变较无薄喷红砂岩均有提高,裂隙试样的提升系数高于完整试样;峰后阶段薄喷岩石试样内部岩石发生破坏,表面薄喷材料出现拉伸裂纹,但整体未松散。薄喷红砂岩在破坏时的总能量、弹性应变能和耗散能均高于无薄喷试样,且薄喷材料使外部输入的总能量更多转化为破坏过程所需的耗散能。PFC3D模拟结果表明,薄喷材料增强了不同倾角的裂隙试样的起裂应力和峰值强度。薄喷材料对不同裂隙倾角试样的破坏模式影响程度不同,当裂隙倾角为15º,薄喷材料可以限制峰后拉伸裂纹扩展;但当裂隙倾角为75º,有无薄喷试样的裂纹扩展模式大致相同。该研究可为薄喷材料在工程应用提供一定的参考。
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