真三轴加卸载条件下巷道周边裂隙岩体变形破坏试验研究

岩体内含有大量的节理裂隙,在巷道开挖卸荷施工过程中,裂隙会暴露出来,并影响岩体工程结构的整体稳定性。为了更清晰地表现裂隙岩体的变形破坏特征,进行了真三轴卸载试验,采用依托于“微机控制电液伺服压力试验机”改进的真三轴试验机,以地下深埋巷道为原型,对含有不同倾角裂隙的混凝土试样进行加卸载试验,并使用有限元理论对单轴压缩试验进行模拟,研究了卸荷条件下试样的变形破坏特征及应力脆性跌落系数规律。结果表明：① 试验加载初期试件呈现出明显的压密现象,且试件裂隙倾角越大,压密现象越明显;② 随试件裂隙倾角增大,卸荷变形呈上升趋势,即扩容现象呈上升趋势;③ 裂隙倾角越小,越容易形成脱落性破坏;随裂隙倾角变大,破坏向远离卸荷面方向转移;并且,主要破坏形式为拉伸破坏,相对于单轴压缩试验,扩容造成的破坏特征更加明显;④ 随裂隙倾角增大,试件应力脆性跌落系数增大,间接显示出试件由脆性向延性转化的倾向,试件脆性破坏特征削弱。     

砂岩半圆盘弯曲的复合型断裂性质及准则研究

本文对裂纹倾斜角度这一几何参数对砂岩半圆盘试件复合型断裂性质的影响进行了研究。采用含边缘裂纹的四川黑砂岩半圆盘试件(SCB试件)进行三点弯曲实验,结合有限元数值模拟软件ABAQUS计算出复合型断裂韧度,并将最终结果与已提出的多个断裂准则进行比较,得出适用于黑砂岩复合型断裂的断裂准则。结果表明,随着裂纹倾斜角度增加,I型断裂与II型断裂的复合度即二者所占比例发生变化,I型断裂所占比例逐渐减小,应力强度因子KI逐渐减小,同时II型断裂所占比例逐渐增大,应力强度因子KII和T应力逐渐增加。黑砂岩复合型断裂的实验结果与改进的R准则最为吻合,验证了改进的R准则在黑砂岩半圆盘弯曲实验中的准确性和可靠性。