含結構面巖體試樣單軸強度與變形特征*

郭松峰 祁生文 李星星 鄒 宇 張世殊

GUO Songfeng① QI Shengwen① LI Xingxing① ZOU Yu① ZHANG Shishu②

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含結構面巖體試樣單軸強度與變形特征*

郭松峰①祁生文①李星星①鄒 宇①張世殊②

結構面是巖體區別于巖石材料的一大特征，其產狀、跡長、密度等參數對巖體的力學性質有著重要影響。本文利用FLAC3D對含結構面巖體試樣的單軸壓縮特性進行了較為系統的數值模擬研究。文中建立了含不同組貫通性結構面的巖體試樣模型和含不同傾角及跡長的非貫通結構面巖體試樣模型，對每個試樣進行單軸壓縮試驗的數值模擬，結構體和結構面均采用Mohr-Coulomb剪切和拉伸破壞準則。模擬中用編制的伺服控制程序通過調節加載速度，控制試樣內最大不平衡力，研究含結構面試樣單軸壓縮情況下的變形、強度及破壞方式等特征。模擬結果顯示，含1-3組貫通性結構面試樣呈現各向異性特征，而含4組貫通性結構面試件呈現各向同性特征。隨著貫通性結構面數量的增多，同尺寸試件的變形強度參數劣化。含單組非貫通性結構面試件，其單軸壓縮模擬試驗的應力-應變曲線峰值后出現應力降。基于Mohr-Coulomb抗剪強度準則和損傷理論所得的解析解與數值模擬結果所得的非貫通性結構面試件的單軸壓縮強度不符，說明用抗剪強度準則與損傷理論刻畫非貫通結構面試樣的強度并不合理。隨著非貫通性結構面貫通率的增大，試件的變形、強度參數劣化。含單組結構面試件的破壞方式可分為結構面控制破壞，結構面部分控制破壞和結構面不控制破壞3種類型，而隨著結構面組數的增多，結構面控制試樣破壞的概率增加。……