不同软弱夹层倾角炭质板岩的巴西拉伸强度试验及数值模拟研究

胡涛涛; 王栋; 康志斌; 胡雄

应用力学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (2) : 347 -357.

胡涛涛, 王栋, 康志斌, 胡雄

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摘要

为探究软弱夹层对炭质板岩抗拉力学特性的影响，对含有不同倾斜角度软弱夹层的炭质板岩进行巴西拉伸强度试验，分别研究软弱夹层及其倾角对炭质板岩抗拉强度、荷载-位移曲线以及破坏形态的影响规律，并采用ABAQUS有限元软件建立内聚力模型进行数值模拟分析。研究结果表明：不同软弱夹层倾角炭质板岩的抗拉强度表现出明显各向异性，随着软弱夹层倾角的增大，抗拉强度先减小后增大，大致呈“U型”分布；不同软弱夹层倾角炭质板岩在劈裂过程中，其轴向负荷随位移的演化过程呈现压密、似弹性、破坏3个阶段；不同软弱夹层倾角炭质板岩的破坏形态分为拉裂破坏、剪切破坏以及拉裂-剪切破坏3种；利用内聚力模型对不同软弱夹层倾角炭质板岩巴西拉伸强度试验进行数值模拟，模型的破坏形态与力学性态均与试验吻合良好，且对内聚力单元参数均敏感。