压缩条件下玄武岩柱各向异性及破裂机理数值模拟研究

王永艺，唐春安，夏英杰

(大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室， 辽宁 大连 116024)

柱状节理岩体是一种由玄武岩浆冷凝收缩而形成的天然岩体，其柱状节理往往将岩体切割成规则或不规则的棱柱体，由于柱状节理构造的存在，其变形和强度具有显著的各向异性特性。此外，部分柱状节理岩体赋存于围压环境下，如金沙江下游的白鹤滩水电站、四川乐山铜街子水电站、云南丽江金安桥水电站，金沙江峡谷段的溪洛渡等水电站均位于柱状节理玄武岩之上，围压环境对其各向异性存在影响。因此，研究不同围压条件下玄武岩柱各向异性及其破裂机理，具有较高的实际和工程应用价值。

针对柱状节理岩体力学各向异性特性，已有相关学者开展相关研究。Xia等[1]提出了一种利用3DP和相似常数精确重建不规则柱状节理岩体结构的合适方法，对重建后的试件开展单轴压缩试验，将其试验结果与现场试验结果进行了比较。Ji等[2]采用水泥、细砂、水、减水剂，制作柱状节理岩体试件，对其开展单轴压缩试验研究，分析不同柱体倾角情况的试件强度变化及破坏特征。肖维民等[3-4]通过单轴压缩试验和三轴压缩试验得到柱状节理岩体在不同柱体倾角下的变形模量和单轴抗压强度，分析柱状节理岩体变形和强度的各向异性特性。柯志强等[5]通过单轴压缩试验，研究柱体倾角和横向节理对岩体各向异性力学特性及破坏机制的影响。郑文棠等[6]采用可变形离散元法建立了柱状节理玄武岩体的三维离散元数值模型，通过数值模拟不同尺寸的承压板试验，探讨了尺寸效应和各向异性对试验成果的影响。……