单轴压缩荷载下红砂岩不同张开度　三维通透裂隙扩展机理研究*

张仕林，杜贻腾，李廷春，张国朋，刘启顺

(1.中国石油天然气华东勘察设计研究院岩土工程处，山东 青岛 266071；2.山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590)



单轴压缩荷载下红砂岩不同张开度三维通透裂隙扩展机理研究*

张仕林1，2，杜贻腾2，李廷春2，张国朋2，刘启顺2

(1.中国石油天然气华东勘察设计研究院岩土工程处，山东 青岛 266071；2.山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266590)

采用自制的模具在圆柱体红砂岩标准试件上分别加工了不同张开度的通透裂隙，通过单轴压缩试验和数值模拟的方法，系统分析了不同张开度条件下岩石裂隙的扩展机理。试验结果显示，含裂隙试件的峰值强度、起裂强度以及弹性模量等力学参数随裂隙张开度的增大均呈线性减小的趋势，其中峰值强度的变化幅度较小，而起裂强度与弹性模量受裂隙张开度变化的影响较明显；不同张开度裂隙的初始起裂均在裂尖位置以翼裂纹的形式展开，扩展至峰值状态前后，受张开度的影响出现了明显差异。数值模拟结果显示，加载过程中裂隙尖端拉应力集中区域随裂隙张开度的增大逐渐增大，但始终未到达试件边界，而剪应力集中的范围比较稳定基本不随裂隙张开度的变化而改变。

单轴压缩；通透裂隙；张开度；扩展规律；数值模拟

0　引　言

工程围岩是由岩块和大量结构面组成的一种复杂介质，当受到工程开挖的扰动后，其稳定性大多是由其中的断层、节理、裂隙等结构面决定的，研究岩体内裂隙的起裂、扩展规律有助于解释岩体工程的失稳及破坏机理[1-3]。……