三轴压缩下单裂隙位置对复合岩样力学变形与破坏模式的影响

摘要

在地下富存裂隙的层状复合岩体中，复杂围压环境和裂隙分布对复合岩体力学性质和损伤破坏具有显著影响。选取由类灰岩和类砂岩组成的含预制单裂隙的复合岩样作为研究对象，通过常规三轴压缩试验，分析不同裂隙位置和围压条件下岩样的力学变形和破坏模式。结果表明：（1）完整复合岩样的强度受砂岩控制，而变形受灰岩限制。（2）随着围压的增加，复合岩样破坏特征由裂隙位置主导转变为由围压主导；复合岩样的体缩受围压的影响，而体胀受裂隙位置的影响。（3）在单轴压缩条件下，裂隙对岩样力学性质的削弱程度最大；当裂隙位于灰岩中时，损伤应力受围压影响最显著，岩样的强度和弹性模量随着裂隙位置的改变（从灰岩、接触面到砂岩）及围压的增加呈现出增加的趋势。（4）灰岩中的裂隙易产生拉伸裂纹，砂岩中的裂隙易产生剪切裂纹；随着围压的增加，复合岩样由拉伸破坏转变为剪切破坏，破坏模式由围压主导。该研究成果对复合岩体工程的安全加固设计具有一定的指导意义。

关键词

复合岩样 / 预制单裂隙 / 围压 / 裂隙位置 / 破坏模式