不同路径下大理岩破裂面演化及损伤特性研究★

丛 怡，黄巍林，崔宪丽，孙泽宁

(1.青岛酒店管理职业技术学院，山东 青岛 266199； 2.青岛理工大学，山东 青岛 266033)

1 概述

深部复杂高地应力条件下地下洞室的开挖本质上是岩体卸荷变形的过程。对于岩体开挖的卸荷特性的相关试验研究，前人已经做过大量的基础性工作[1-7]。而破裂面作为岩石破坏之后最为直观的观测对象，其中蕴含着大量与破坏过程相关的细观信息，为了更好地解释岩石的破坏机理，还需针对破坏过程中的裂纹演化过程以及最终所形成破裂面的损伤信息进行详细研究，KUSZMAUL等[8]基于自洽法建立了裂纹密度与岩体损伤度之间的关系，通过评价岩石中裂纹的充满程度来反映岩石的损伤破坏程度；谢和平等[9]对直接拉伸和三点弯曲试验的大理岩断口分形研究，发现损伤断裂能与分形维数成线性反比关系；ZHANG等[10]发现辉长岩静态断裂表面分形维数几乎为常数，动态断裂表面分形维数随着加载速率的增加而增加。

与室内试验不同，通过数值模拟手段可以得到破坏过程中大量的数据和图像信息，三维数值试验手段的离散单元法从细观角度出发，成为解决岩石类介质破坏机理的重要手段[11]。马春驰等[12]采用PFC3D对不同围压三轴卸荷下的岩爆效应进行模拟分析，初步探讨了岩石的破裂性质及状态；吴顺川等[13]基于颗粒流法和PFC3D程序，进行卸载岩爆试验数值模拟，得出不同应力状态下的岩样细观破裂现象与过程。范祥等[14]获得了PFC3D数值模型的细观参数，并建立了含有2条裂隙的数值模型，以此来研究岩桥倾角对裂隙试样力学特性(峰值强度、起裂应力、弹性模量等)和破坏模式的影响。……