水力耦合作用下三維中空裂隙擴展模式與材料破壞強度的試驗研究

李邦翔，朱維申，楊磊，虞松，梅潔，蔡衛(wèi)兵，張強勇，陳云娟

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水力耦合作用下三維中空裂隙擴展模式與材料破壞強度的試驗研究

李邦翔1，朱維申1，楊磊1，虞松2，梅潔1，蔡衛(wèi)兵1，張強勇1，陳云娟3

(1. 山東大學 巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心，山東 濟南，250061；2. 山東大學 土建與水利學院，山東 濟南，250061；3. 山東建筑大學 土木工程學院，山東 濟南，250101)

采用透明樹脂類巖石材料制作含三維中空單裂隙試件，開展水力耦合破裂試驗，研究三維裂隙起裂擴展模式，分析裂隙傾角和水壓對裂隙起裂應(yīng)力及試件破壞強度的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：三維中空裂隙的起裂和擴展模式與閉合裂隙相比差異顯著，水力耦合下三維裂隙起裂擴展模式呈現(xiàn)低水壓與高水壓2種類型，水壓升高對裂隙起裂、擴展具有顯著的促進作用，并改變試件的破壞模式；隨裂隙傾角增大，翼裂紋臨界擴展長度逐漸減小，魚鰭狀裂紋的萌生時間呈后延趨勢；水壓對裂隙起裂應(yīng)力和試件破壞強度的影響分別存在閾值，在達到閾值前，水壓升高使起裂應(yīng)力小幅度增大，而破壞強度逐漸降低；當水壓超過閾值后，起裂應(yīng)力與破壞強度均迅速降低；裂隙起裂應(yīng)力和試件破壞強度均隨裂隙傾角增大而呈先降低后升高的趨勢，但起裂應(yīng)力的變化幅度比破壞強度的變化幅度更大。

三維裂隙；水力耦合；起裂擴展模式；起裂應(yīng)力；破壞強度

近年來，我國隧道與地下工程建設(shè)所涉及的工程巖體大多賦存在復雜的地質(zhì)環(huán)境中。……