多轴压缩条件下层状硬质片岩的力学特性研究

在深部工程中经常会遇到层状岩体,由于高应力的影响,在工程活动中发生因层状结构面诱发的岩体灾害问题。这与深部工程中的真三向高应力环境及层状结构面产状密切相关。为此,基于一种取自某深部金属矿山的层状硬质片岩,开展了考虑片理方位的真三轴压缩试验研究,获取了该片岩在两种片理加载方位下,不同应力差条件时,试样的变形、强度及破裂数据。结果表明,该硬质片岩的力学特性受片理加载方位和应力条件影响较大。具体表现在,当中间主应力σ_(2)平行片理走向时,试样的脆性更强,且最小主应力σ_(3)越小脆性越强。当σ_(2)垂直片理走向时试样的强度更高,但强度随σ_(3)增加而增加的敏感性较弱。当σ_(2)平行片理走向时,试样的破坏均以沿片理的剪切为主;而当σ_(2)垂直片理走向时,试样在低σ_(3)时,主要发生穿片理的拉破坏,高σ_(3)时,则转变为沿片理的剪切破坏。试验结果对陡倾层状硬质岩体工程的稳定性评价有一定的启示意义,即当片理走向与洞轴线的夹角较小时,浅层围岩片理面的法向应力释放程度较高,易发生受片理结构控制的脆性破坏;反之,夹角较大时,岩体的稳定性较强。