裂隙形式对岩体强度特征及破坏模式影响的试验研究

利用RMT-150C电液伺服机对含不同预制裂隙形式(单、双、T形交叉及X形交叉裂隙)的类岩石试样进行了单轴压缩试验,系统地研究了裂隙形式对试样强度特征及失稳模式的影响。试验发现,(1)不同裂隙形式下裂隙的起裂破坏模式主要表现为初始裂隙起裂破坏,裂隙形式与破坏模式关系不突出;(2)单轴抗压强度受裂隙形式影响明显,随着裂隙形式由单裂隙到X形交叉裂隙变化,裂隙试样抗压强度呈现增高趋势,同时试样起裂和失稳时的声发射总能量也逐渐增大。进一步对裂隙形式影响强度特征的机制进行了初步分析,研究成果可以反映不同裂隙形式组合对工程岩体稳定性的影响规律。

安太堡矿南端帮岩体三维裂隙网络及块体研究

根据安太堡露天矿露井联采条件下端帮裂隙的实际测量,根据裂隙的方向对裂隙进行分组,分别计算出端帮观测面上每组裂隙的平均产状、迹长等几何参数及密度函数。统计结果表明,观测面上的裂隙方向服从费舍尔分布,裂隙迹长服从对数正态分布。根据每组裂隙的数量和裂隙迹长的均值、标准差、一维密度的值,应用Monte-Carlo法原理模拟端帮三维裂隙网络。根据裂隙模型,建立了块体理论模型,分析和预测该矿的南端帮块体分布情况。

循环荷载下裂隙对加固体强度及破坏模式影响

盾构端部加固体中的裂隙对加固体的强度及破坏模式具有不同的影响。基于沈阳市地下综合管廊实际工程,用三组不同配比的水泥砂浆模拟端部加固体,用预制PVC片模拟试件中0°、30°、60°、90°的单裂隙和30°、60°的平行双裂隙。对预制裂隙试件进行循环加载试验,研究存在裂隙的端部加固体力学特性和破坏模式。研究结果表明:胶结能力较好的1∶1配比的端部加固体预制裂隙试件具有最大的疲劳峰值强度和疲劳寿命,其疲劳峰值强度和疲劳寿命均会随着胶结能力的减弱而减小;裂隙的存在会使试件的疲劳峰值强度和疲劳寿命降低,尤其当试件出现竖向劈裂破坏时,竖向裂隙对其疲劳强度和疲劳寿命的影响尤为明显;单裂隙试件多为拉压破坏和剪切破坏,双裂隙试件多为共轭剪切破坏,并伴随有明显的共轭剪节理出现。

隧洞型混凝土类岩石材料破裂机理及数值模拟分析

孔洞与裂隙广泛存在于混凝土及岩石材料中,是材料的固有属性,但是针对不同形式及赋存条件下的孔洞及裂隙组合破坏规律的研究较少。为探究岩体及混凝土内部的孔-隙作用机理及劣化规律,利用有限元损伤分析软件RFPA,对不同孔洞及裂纹赋存形式下的混凝土试样展开数值试验,得到了裂纹扩展规律、声发射规律及应力-应变规律。结果表明:单轴应力下孔洞上下部主要产生张拉裂纹(主裂纹)及远场裂纹(剪切裂纹);含不同位置预制裂纹的混凝土试样极大降低了不含裂纹孔洞试样的峰值强度;单轴应力下应力-应变曲线均经历三个阶段,即弹性阶段、非线性阶段和残余变形阶段;侧边裂纹产生在靠近顶拱处;底边裂纹越靠近边墙、顶拱裂纹的裂纹角度越低,则试样的峰值强度就越低。因此在实际工程中,对于这些位置产生的裂纹,应着重监测,加强防护,防止灾害的产生。