循环荷载条件下岩石节理剪切特性及宏细观机理研究

摘要

隧道及地下储库等岩体工程在循环荷载条件下，围岩性能逐渐劣化易引起大变形及塌方等灾害，研究岩石节理剪切特性及宏细观机理对评估岩体工程在循环荷载条件下的服役安全性具有重要意义。采用高强石膏制备节理试件，开展恒定法向荷载条件下节理循环剪切试验，并结合有限元—离散元耦合数值模拟方法开展研究。结果表明：节理面粗糙度越大，峰值剪切强度越大；相同循环次数中峰值剪切强度随循环剪切位移的增大而减小。平均剪胀角随循环次数的增加呈现减小的趋势；相同循环次数中，平均剪胀角随循环剪切位移的增大而减小，随节理粗糙度的增大而增大。随着循环剪切的进行，应力演化过程会逐渐趋于稳定，裂纹数量随着循环剪切次数的增加而增多。

关键词

岩石节理 / 循环剪切 / 剪切特性 / 黏聚力单元 / 裂纹扩展