不同节理开度及连通率下非贯通节理岩体剪切力学特性研究

王刚; 李洪奇; 刘廷方

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2025017

矿业科学学报 ›› 2025, Vol. 10 ›› Issue (04) : 607 -617. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2025017

不同节理开度及连通率下非贯通节理岩体剪切力学特性研究

王刚, 李洪奇, 刘廷方

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摘要

结合室内直剪试验和数值模拟手段，研究不同节理开度、节理连通率和法向应力下的非贯通节理岩体宏细观剪切力学行为，系统分析剪切应力-剪切位移曲线和峰值剪切强度、法向位移-剪切位移曲线、应力演化等特征。结果表明：(1)非贯通节理岩体剪切应力-剪切位移曲线均存在明显峰值，且基本会经历压密阶段、裂纹扩展阶段、峰后破坏阶段和残余摩擦阶段，各工况下剪切曲线形态可划分为峰前上升峰后爬升型(Ⅰ型)、峰前上升峰后阶梯型(Ⅱ型)和峰前台阶峰后爬升型(Ⅲ型);(2)峰值剪切强度与节理开度、节理连通率呈负相关关系，与法向应力呈正相关关系，峰值法向位移与节理开度、最终法向位移与节理连通率均呈负相关关系，峰值法向位移、最终法向位移均随法向应力的增加而减少；(3)岩桥未贯通破坏前，节理端部及裂纹延伸处会产生应力集中现象，随着节理连通率、节理开度的增加，应力集中程度增加，岩桥贯通破坏形成剪切断面后，应力集中于断面处。