干燥与饱和岩石裂隙受压变形与声发射特性研究

天然岩体处于各类复杂的地质环境中,定量描述岩石裂隙在各种条件下的变形破坏行为是开展各类与岩石裂隙力学特性相关研究的基础。通过单轴压缩试验和弹塑性接触数值计算研究了两种具有不同岩性的岩石裂隙在干燥与饱和状态下的受压变形破坏行为,并对试验过程中的声发射信号进行了采集分析。结果表明:试验与数值计算得到的法向应力–位移曲线和塑性破坏区域皆基本吻合,验证了弹塑性接触计算方法的可靠性;塑性变形均值增量up随法向应力σn的增长呈现变化速率降低的非线性减小关系,利用力学及几何参数建立的拟合公式可较好地预测该关系;声发射源位置与试验及数值模拟得到的损伤破坏区域基本匹配,干燥状态下两种岩石声发射振铃计数、累计计数均高于饱和状态;声发射振铃计数与塑性变形均值增量的变化趋势基本一致。研究结果定量地揭示了岩石基本力学参数和裂隙表面特征对其受压变形破坏行为的控制作用。