锦屏水电站砂岩Ⅱ型断裂韧度测试及试验方法研究

岩石Ⅱ型断裂韧度(KⅡC)的大小在预测岩石复合断裂破坏中起着重要的作用,其测试方法应考虑控制裂尖的拉应力,使Ⅱ型断裂先于I型断裂发生。对现有剪切盒断裂模型测试锦屏砂岩Ⅱ型断裂韧度方法的分析,发现其理论模型的裂尖仍存在较大的拉应力,不能实现纯剪破坏,甚至出现Ⅰ型收拉失效,这影响到KⅡC的测量。于是提出了改进的测试新方法,该方法让岩样受力均匀且对称,加载角45°更加符合正方体岩样的受力特性,且更适合岩石KⅡC测试。此外,利用有限元软件ABAQUS建模,同时修正了新剪切试验方法的Ⅱ型断裂韧度计算公式,大大降低了其裂纹尺寸效应的影响。最后通过开展室内砂岩KⅡC测试试验,获得了砂岩的KⅡC,其均值约为3.1MPa·m0.5,比原有的剪切盒模型的测量值2.65 MPa·m0.5大。该测试研究对于锦屏水电站工程实践具有一定的参考与应用价值。