复合岩样中单裂隙几何特征对其破坏模式及强度的影响

王其虎 王 杰 叶义成 王为琪 黄畅畅 胡南燕

（1.武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉430081；2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北武汉430081）

大量岩体工程中广泛存在着不同性质岩石相互 接触，例如：矿岩接触带巷道、层状矿床采场顶板、复合充填体等，局部范围构成了典型的复合岩体，这些复合岩体的力学特性决定了其工程稳定性。由于不同岩石介质之间力学性质存在差异而又相互接触约束，它们所构成的复合岩体在外加荷载下的宏观力学行为特征相对于单一岩体更为复杂，无法简单地采用某一种岩石的力学参数进行描述。因此，国内外众多学者对工程体与地质体所构成的复合结构体，以及盐岩、煤岩、相似材料等所构成的层状复合岩石进行了实验研究。Zhao等［1］、Liu等［2］研究了煤岩复合体强度的差异性，实验表明煤岩复合体的强度主要取决于煤体强度而不是岩体强度，且破坏主要发生在煤体内部。王安明等［3-4］、刘晓云等［5-6］、Li等［7］对于含夹层的岩盐，其强度介于纯岩性的强度范围内，最易变形的部分控制着复合岩体的破坏行为。左建平等［8］认为在单轴条件下，受界面派生应力的影响，煤体以劈裂破坏为主，煤体内的裂纹可扩展到岩体中。Zhao等［9］、余永强等［10］考虑界面黏结强度对破坏模式的影响。理论分析了煤岩的弹性模量及侧向变形能力的差异导致了复合体发生差异性破坏。刘学伟等［11］、Liu等［12］研究了裂隙形式对岩体强度特征及破坏模式的影响，杨圣奇等［13］、付金伟等［14］、王浩宇等［15］研究了单一岩体裂纹细观试验扩展情况及扩展机理，对复合体研究甚少。……