单轴压缩下节理试件的能量耗散特征研究

摘要：

为探究岩体变形破坏过程中的能量转化和耗散机制,对含节理试件单轴压缩下的单位体积外力功、弹性应变能和耗散能密度进行计算和分析.研究发现:①节理试件的4类应力应变曲线(类型Ⅰ-单峰型,类型Ⅱ-软化段多峰型,类型Ⅲ-多峰平台后软化型,类型Ⅳ-多峰平台后硬化—软化型)的能量转化和耗散过程都可以分为弹性变形、连续体非弹性变形和不连续体变形3个阶段;在第一阶段,耗散能占比很少,外力功大部分转化为弹性应变能;在第二阶段,耗散能占比急剧增加,外力功大部分转化为耗散能;在第三阶段,外力功几乎全部转化为耗散能;与类型Ⅰ和类型Ⅱ试件相比,类型Ⅲ和类型Ⅳ试件的连续体非弹性变形阶段的持续时间较长、延性较大;②以劈裂、压碎破坏为主的节理倾角较低或较高的试件,其最终的耗散能远高于以剪切滑移、阶梯状破坏为主的节理倾角中等的试件;③同一节理倾角下,随着节理连通率的增大,试件破坏所需的单位体积外力功和耗散能密度均减小;④随着节理试件耗散能密度对数值的增加,破碎体尺寸—质量分形维数值线性增加.

关键词：节理岩体、单轴压缩、能量耗散、节理连通率、节理倾角

分类号：TD313(矿山压力与支护)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-05-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：23-30