基于改进力学等效的岩体关键节理倾角特征试验研究

为了在复杂随机节理网络中甄别出对岩体力学特性影响显著的关键节理,实现节理网络的合理简化,以倾角为变量进行含随机节理网络试样破裂力学特性研究。根据Monte Carlo理论构建随机节理网络,分别剔除某一倾角并采用3D打印技术制备7种节理试样,开展单轴压缩试验。采用变异系数法改进力学等效分析方法,综合试样强度、变形和能量特性探究关键节理倾角特征。研究结果表明:(1)试样峰值应力和弹性模量随剔除节理倾角的增加呈增大-减小趋势,而峰值应变呈减小-增大趋势。(2)试样峰前弹性能密度随剔除节理倾角的增加呈增大趋势,耗散能密度呈减小-稳定-增大趋势。(3)基于变异系数法确定7种力学参数所占权重,综合分析力学特性认为各倾角节理均对试样存在显著影响,其中90°和45°倾角影响最为显著,15°倾角影响最小。