预制平行双节理类岩石材料板动态破坏试验研究

摘要：

大型土木工程选址通常会遇到较复杂的地质结构.在工程建设或运营期间,往往受到地震、爆破等动态荷载作用,动载下其基础坐落的岩体内蕴含的节理裂隙会被激活发展,严重威胁着大型岩体工程的安全,因此,研究含节理岩体在动荷载作用下裂纹的起裂及扩展机理十分必要.试验基于断裂力学理论,取含平行双节理的类岩体材料作为研究对象,以节理角度作为变量,制作水泥砂浆试块,利用分离式霍普金森杆(SHPB)加载系统和数字图像相关(DIC)技术,动态捕捉节理的起始扩展及动态传播过程,分析其破坏形态、位移场和应力场,结果表明:①随着节理角度从 0°至 90°逐渐变化,样品强度呈现出先增大再减小,最后再增大的变化规律;②不同角度双裂纹试样均呈现X型主裂纹分布破坏,试样中心部位出现应变集中,岩桥连通破坏.岩桥破坏类型主要有两种,一种为两条节理尖端斜对角线相连的Z型破坏,另一种为口字形破坏.此外,高加载率会改变Z型岩桥破坏的连通位置;③同等加载条件下,0°节理试样裂纹尖端应力较小;15°～45°节理试样裂纹尖端应力略高,呈现出随加载率先增大后减小的形态;60°节理试样组受压明显导致节理面摩擦增大,使得Ⅱ型应力强度因子 KⅡ持续增大;75°～90°试样组应力场由于相对加载方向垂直度较高,导致 KⅡ相对较小,变化幅度也较小,破坏形态基本对称,不同裂纹尖端的 KⅡ差值也较小.试验结果反映了节理岩体在动态荷载下的扩展机理,为工程建设及地质灾害防治等领域提供了一定的理论支撑.

关键词：节理岩体、类岩石材料、数字图像相关、动态压缩破坏

所属期刊栏目：52

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51709200,11602165,51704211. Supported by the National Natural Science Foundation of China51709200, 11602165, 51704211

在线出版日期：2019-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1099-1108