不同岩桥角度双裂隙砂岩单轴蠕变试验及三维数值模拟

为分析不同应力路径下岩桥角度α对岩体强度和破坏特征的影响规律，通过制备7种含不同α的双裂隙砂岩试样，依次开展常规单轴和单、多级蠕变试验。试验结果显示：α对试样的特征应力存在较大影响，但同类型岩体各特征应力之间的比例受α的影响较小；各岩体试样的长期强度σ_L与对应起裂应力σ_ci非常接近，可将σ_ci看成岩体的长期强度，从而只需通过常规压缩试验便可估算岩体σ_L值。裂纹扩展方面，α相同的试样在4种加载路径下的贯通特点基本一致：α=0°～45°试样破坏时岩桥均未贯通，而α=60°～90°试样则均呈现岩桥直接贯通破坏的模式。表明α对裂纹扩展的影响要大于应力路径的影响。另外，部分试样还呈现出表观裂纹和内部裂纹扩展并不一致的现象，鉴于此，基于连续介质单元模拟，提出一种基于塑性应变的裂纹扩展判断方法，并建立三维模型进行计算，模拟结果显示与试验结果较为一致。该方法较传统通过塑性区判断裂纹扩展更为准确，可为岩体裂隙的三维时效扩展模拟提供一定的参考和借鉴。