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

作     者：孔洋 阮怀宁 汪璋淳 

作者机构：南京水利科学研究院岩土工程研究所 河海大学岩土工程研究所 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第S1期

页      面：259-266页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金长江水科学研究联合基金(No.U2240221) 国家自然科学基金(No.41831278)~~ 

主　　题：玄武岩 失效模式 变形破坏 各向异性 柱状节理 

摘      要：我国西南山区水利水电工程中玄武岩断续柱状节理赋存环境复杂，室内力学特性试验是探究柱状节理玄武岩失效模式与劣化机制的有益手段，借助3D打印技术、MTS单轴压缩试验与微距相机拍照，深化研究了柱状节理玄武岩试样的变形失效模式，讨论了柱状节理玄武岩试样各向异性效应并对其进行了量化分析研究。研究结果表明：（1）受柱体倾斜角度的影响，柱状节理玄武岩试样的破坏形态差异性较为显著，可以总结出3类典型失效模式，沿柱状节理网络的轴向劈裂失效模式、沿柱状节理面的剪切-滑移失效模式以及贯穿节理网络的张拉-剪切失效模式，失效模式符合坝址区地下洞室开挖过程中实际揭露的柱状节理玄武岩破坏情况；（2）柱状节理玄武岩试样峰值强度与变形模量随柱体倾角的变化曲线呈现“肩型各向异性；（3）引入强度和模量各向异性比概念，给定了不同倾斜角度工况下柱状节理玄武岩试样的各向异性等级。该研究结果对实际工程岩体的变形失效模式与各向异性特征分析具有一定的参考价值。