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共面双裂隙对砂岩力学性质和破坏特征的影响

水电能源科学 2023年第1期41卷 151-154,111页

作者：章德超肖桃李折海成长江大学城市建设学院湖北荆州434023

鉴于岩体内部缺陷对其力学性质和损伤断裂破坏有显著影响的问题,通过单轴压缩试验和DIC技术,分析了共面双裂隙类砂岩试样裂隙倾角和岩桥长度对岩石力学性质和破坏的影响。结果表明,随裂隙倾角变化,岩样峰值应力和弹性模量均有明显的变... 详细信息

鉴于岩体内部缺陷对其力学性质和损伤断裂破坏有显著影响的问题,通过单轴压缩试验和DIC技术,分析了共面双裂隙类砂岩试样裂隙倾角和岩桥长度对岩石力学性质和破坏的影响。结果表明,随裂隙倾角变化,岩样峰值应力和弹性模量均有明显的变化趋势,相比于岩桥长度,裂隙倾角对岩石的力学性质影响更为显著;随裂隙倾角增加,岩样破坏时表面裂纹数量、主破坏裂纹和表面剥落数量均有减少,掉块面积却有明显增加,而随岩桥长度增加,裂纹扩展和剥落掉块特征基本相同;在裂纹扩展过程中,岩桥的贯通与裂隙倾角和岩桥长度均有关系;在低裂隙倾角时,岩样破坏模式以张拉破坏裂纹为主;随裂隙倾角增加,表现为由张拉破坏裂纹向剪切破坏裂纹转变形成了拉—剪混合破坏模式;同时,随岩桥长度增加,岩桥越难以贯通,裂纹扩展破坏则又由拉—剪混合裂纹向张拉裂纹转变。

关键词：类砂岩共面双裂隙裂隙倾角岩桥 DIC技术

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含共面双裂隙复合岩样力学特征的颗粒流分析

安全与环境工程 2020年第2期27卷 140-148页

作者：陈彦安崔德山卞康李一冉梁文迪中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

含裂隙软硬相间复合地层破坏模式对地下洞室的稳定性研究具有重要意义。以岩层倾角为0°、30°、60°和90°的复合岩样室内试验结果为基础,采用颗粒流软件PFC2D建立了含预制共面双裂隙复合岩样的数值模型,研究了共面双裂隙倾角分别为0°... 详细信息

含裂隙软硬相间复合地层破坏模式对地下洞室的稳定性研究具有重要意义。以岩层倾角为0°、30°、60°和90°的复合岩样室内试验结果为基础,采用颗粒流软件PFC2D建立了含预制共面双裂隙复合岩样的数值模型,研究了共面双裂隙倾角分别为0°、30°、60°、90°、120°和150°时复合岩样的峰值强度、弹性模量和应力-应变关系曲线以及变形破坏特征。结果表明:不同裂隙倾角下复合岩样的峰值强度随岩层倾角的变化普遍呈现出先减后增的趋势,而裂隙倾角对复合岩样弹性模量的影响效果并不显著;通过应力-应变关系曲线和变形破坏特征分析发现,在小角度岩层倾角下,复合岩样的脆性特征明显,从小角度到中角度岩层倾角,复合岩样呈现出由脆性到延性破坏的趋势,从中角度到高角度岩层倾角,复合岩样的延性特征减弱,表现出脆性破坏的特征。

关键词：共面双裂隙复合岩层岩层倾角裂隙倾角力学特征颗粒流分析

含共面双裂隙复合岩石的力学特性与破坏规律研究

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矿业研究与开发 2024年第1期44卷 94-103页

作者：肖桃李许可袁浩折海成长江大学城市建设学院湖北荆州市434023 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210024

为了研究裂隙构型属性对层状复合岩石的力学行为、破坏模式及裂纹扩展规律的影响,以预制含共面双裂隙复合岩样为研究对象,通过室内单轴压缩试验与数字图像采集模块,分析在不同裂隙长度、倾角下岩样的力学特性和破坏特征。结果表明:(1)... 详细信息

为了研究裂隙构型属性对层状复合岩石的力学行为、破坏模式及裂纹扩展规律的影响,以预制含共面双裂隙复合岩样为研究对象,通过室内单轴压缩试验与数字图像采集模块,分析在不同裂隙长度、倾角下岩样的力学特性和破坏特征。结果表明:(1)岩样峰值应力和弹性模量随着裂隙倾角增加上升,随裂隙长度增加而下降;劣化系数k随裂隙倾角的增加而减小,随裂隙长度的增加而增大。(2)破坏模式受裂隙倾角和两种岩石材质的影响,破碎程度主要由裂隙长度决定。(3)岩桥的贯通模式受裂隙倾角和结构面的控制,4种贯通模式中,随裂隙倾角增大,贯通趋势增强,但裂隙倾角达90°时不再贯通,且结构面会抑制岩桥的贯通。(4)裂纹扩展受裂隙长度影响,当裂隙长度小于12mm时,裂纹首先出现在岩样的右半部分,而弹性阶段产生的裂纹主要出现在岩样的左半部分,当裂隙长度大于12mm时,裂纹均匀布满岩样表面。该研究成果对实际工程建造和设计具有一定的指导意义。

关键词：共面双裂隙复合岩类岩石材料力学特性破坏规律

注浆充填作用下共面双裂隙砂岩变形破坏特征研究

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煤炭工程 2017年第6期49卷 88-91页

作者：董宏宇孟达苏传尚张洋中国矿业大学(北京) 北京100083 中国建筑科学研究院北京100013

以共面双裂隙砂岩为例,采用不同的水泥浆液进行注浆充填处理,并进行室内单轴压缩试验,来研究不同注浆充填材料作用下砂岩的强度及变形破坏特征。试验结果表明:与完整砂岩相比,共面裂隙砂岩强度具有明显的退化,退化幅度在18.68%~36.99%之... 详细信息

以共面双裂隙砂岩为例,采用不同的水泥浆液进行注浆充填处理,并进行室内单轴压缩试验,来研究不同注浆充填材料作用下砂岩的强度及变形破坏特征。试验结果表明:与完整砂岩相比,共面裂隙砂岩强度具有明显的退化,退化幅度在18.68%~36.99%之间;随着充填材料强度的增大,砂岩峰值强度和平均模量均表现为逐渐增大的特征。充填材料对砂岩的破裂形态具有很大的影响,充填材料强度较低时,砂岩的破裂过程主要表现为预制裂隙尖端的裂纹扩展;而充填材料强度较大时,充填作用有效抑制了预制裂隙的扩展,破裂面多表现为穿越裂隙布置。研究成果在一定程度上可以为裂隙岩体地下工程支护设计和防灾减灾提供必要的理论依据。

关键词：注浆加固充填材料共面双裂隙变形破坏特征

梯级等幅周期循环荷载作用下双裂隙黄砂岩力学特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2023年第8期42卷 1945-1958页

作者：李克升刘传孝中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018

为研究不同动态加载频率下含预制共面双裂隙黄砂岩的力学性质和破坏特征,通过梯级等幅循环加卸载试验,借助声发射和高倍扫描电镜等设备,详细分析岩石的力学性质和变形特征,探讨整个加载过程中声发射参数的演化规律,并基于试样破坏断口... 详细信息

为研究不同动态加载频率下含预制共面双裂隙黄砂岩的力学性质和破坏特征,通过梯级等幅循环加卸载试验,借助声发射和高倍扫描电镜等设备,详细分析岩石的力学性质和变形特征,探讨整个加载过程中声发射参数的演化规律,并基于试样破坏断口处的微观构造,阐述动态加载频率对其疲劳损伤机制的影响。研究结果表明:(1)随着频率增加,试样的峰值强度、疲劳寿命和轴向应变均呈现增长趋势;(2)试样疲劳应变曲线随时间增加呈现周期性的梯级波动增长,且在岩样破坏前出现突增现象;(3)随着频率增加,声发射累计振铃计数呈二次函数增长,在高频条件下,试样破坏前监测到较高的振铃计数;(4)试样宏观破坏模式受预制裂隙和加载频率共同影响,裂纹萌生于预制裂隙尖端并逐渐向两端扩展,裂纹数目随频率增加而增长,在低频条件下,萌生于预制裂隙内尖端的翼裂纹更易汇合导致岩桥贯通;(5)随着频率增加,试样破坏断口的微观构造特征由沿晶断裂为主演化为沿晶断裂、穿晶断裂和解理断裂共存,最终向穿晶断裂为主的方向发展。

关键词：岩石力学共面双裂隙梯级等幅疲劳加载加载频率声发射微观损伤机制