雁行分布是巖體中重要的裂紋分布形式之一,且對裂隙巖體力學(xué)性質(zhì)有重要影響。本文通過模擬試驗手段,較為系統(tǒng)地研究了含兩條雁行典型裂紋巖體試樣的預(yù)制裂紋傾角、側(cè)壓、裂紋面摩擦系數(shù)等因素對試樣單軸抗壓強度、第一主應(yīng)力、剪切應(yīng)力以及貫通破壞模式的影響規(guī)律;運用應(yīng)力極值線定義得到了裂紋尖端的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力極值線,分析了這兩類極值線的分布特征,揭示了雁行分布裂紋條件下次生張拉裂紋、次生剪切裂紋的起裂、發(fā)展、貫通路徑與機理,總結(jié)了兩條雁行分布裂隙巖體試樣貫通模式的演化規(guī)律。研究表明:兩條雁行裂紋巖體試樣,預(yù)制裂紋傾角從0°逐步增大到70°,試樣峰值強度先減小而后增大,最小值出現(xiàn)在裂紋傾角在40°～45°區(qū)間時;側(cè)壓會顯著削弱裂紋傾角對試樣峰值強度的影響;裂紋傾角較小時,裂紋面摩擦系數(shù)對試樣峰值強度影響顯著,反之影響甚微;當(dāng)裂紋傾角小于30°時,試樣裂紋端部先張拉破壞,且易于形成剪切貫通次生裂紋;當(dāng)裂紋傾角大于50°時,試樣先張拉破壞,且易于形成張拉貫通次生裂紋;當(dāng)裂紋傾角在30°～50°間時,試樣易于形成拉剪復(fù)合性貫通次生裂紋。 

【文章來源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

雁行預(yù)制裂紋與分布特征參數(shù)

圖3給出了砂巖、類巖石材料、細(xì)觀數(shù)值試樣在單軸加載條件下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線。3種試樣應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線具有相似性且峰值強度以及對應(yīng)的應(yīng)變、峰后曲線形態(tài)表現(xiàn)出了很好的一致性。砂巖、類巖石材料、數(shù)值試樣峰值強度分別為98.6MPa、114.4MPa、107.4MPa，應(yīng)變分別為0.74%、0.67%、0.65%，強度最大相差約16%、最小相差約6%。本文建立的數(shù)值模型試樣能夠反映砂巖的基本性質(zhì)，可用于進(jìn)一步系統(tǒng)的分析。利用物理模型試驗參數(shù)反演得到數(shù)值試驗所用的力學(xué)參數(shù)，即為變形模量為14.1GPa、泊松比為0.23、黏聚力為1.1MPa、內(nèi)摩擦角為35°。圖3 砂巖、類巖石材料、數(shù)值試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

砂巖、類巖石材料、數(shù)值試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]兩共面預(yù)制裂紋試樣應(yīng)力場特征與破壞模式研究[J]. 張志強,陳方方,李寧,丁晨曦,鄒冠祺.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[2]非貫通裂隙巖體的單軸壓縮顆粒流數(shù)值模擬[J]. 李宏,張麗萍,鄧清海,丁永政,劉兆冰,丁寧.  水力發(fā)電. 2018(11)
[3]基于光滑邊域有限元法的二維裂紋擴展分析[J]. 秦劍波,謝偉,王鋒.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[4]含水狀態(tài)對砂巖劈裂抗拉力學(xué)特性影響研究[J]. 王晨璽杰,鄧華鋒,王偉,張恒賓,肖瑤,方景成.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[5]初始裂隙傾角對巖石破壞模式及峰值強度的影響[J]. 王國艷,于廣明,李剛,高麗燕.  中國礦業(yè). 2017(10)
[6]受壓裂紋周邊應(yīng)力極值線及起裂特征研究[J]. 陳方方,張志強,李寧,曹少剛.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[7]單向軸壓條件下內(nèi)置橢圓三維裂紋擴展無網(wǎng)格方法的研究[J]. 張敦福,張波,王衛(wèi)東,黃盛華,李術(shù)才,朱維申.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2016(03)
[8]壓縮作用下巖石預(yù)置裂隙貫通機制的研究[J]. 張恒,唐世斌,王龍,趙立業(yè).  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2015(05)
[9]含裂紋巖體模型應(yīng)力場的理論及數(shù)值計算[J]. 宋彥琦,周宏剛,李名,孫川.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(09)
[10]非共面雙裂隙紅砂巖宏細(xì)觀力學(xué)行為顆粒流模擬[J]. 黃彥華,楊圣奇.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2014(08)

博士論文
[1]非貫通裂隙巖體破壞細(xì)觀特征及其宏觀力學(xué)參數(shù)確定方法[D]. 張志強.西安理工大學(xué) 2009
[2]裂隙介質(zhì)靜動應(yīng)力條件下的破壞模式與局部化漸進(jìn)破損模型研究[D]. 張平.西安理工大學(xué) 2004



本文編號：3624750