Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹对脆性岩石受压破坏的影响

脆性岩石内部的细观裂纹是导致其失稳破坏的重要因素之一，基于细观机制研究岩石受载后微裂纹的扩展、贯通有着重要的意义。脆性岩石内部主要存在Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹，目前该复合裂纹的扩展、贯通对岩石受压产生失稳破坏的影响研究相对较少。依据最大周向拉应力准则，结合拉剪复合作用下的Ⅱ型裂纹强度因子将Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹的强度因子表达式作了变换，得到了受裂纹参数影响的Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹的强度因子表达式，并通过裂纹强度因子与裂纹扩展之间的关系式得到了受Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹参数影响的应力与裂纹扩展长度的关系式，再结合损伤—应变关系推导出受其裂纹参数影响的应力—应变关系式。通过对比大理岩的常规三轴实验结果，发现二者比较吻合，充分验证了该模型的合理性。结果表明，岩石的承载力随着岩石内部初始损伤、裂纹尺寸以及翼型裂纹长度的增大而减小，随着裂纹间摩擦系数的增大而增大。并且在相同轴压的情况下，随着围压的增大，裂纹扩展长度减小，说明围压有效地遏制了岩石内部裂纹的扩展、贯通。本文从细观力学的角度解释了Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹参数对岩石承载能力的影响，并将裂纹开裂角考虑到了其中，为从细观机制方面研究岩石的受压破坏提供了一定的参考。