【摘要】：采用離散單元法研究了軟硬互層巖石材料在不同層面傾角條件下的單軸壓縮破壞過程,并結(jié)合復(fù)合巖體破壞的理論分析,求解了交界面上的界面黏結(jié)應(yīng)力�？紤]弱相巖石和弱界面的影響提出了軟硬互層巖體的強(qiáng)度曲線。結(jié)果表明:隨著層面傾角的增大,巖石的單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量,以及總裂紋數(shù)量呈先減小后增大,層面傾角90?時(shí)的強(qiáng)度甚至超過了0?時(shí)的強(qiáng)度。裂紋數(shù)量以剪切裂紋為主,而拉伸裂紋較少�；訋r體由于層間力學(xué)屬性不同,極有可能在交界面處引起應(yīng)力集中,使得在交界面附近裂紋最先萌生,裂紋進(jìn)一步向交界面兩側(cè)巖體中擴(kuò)展,從而引起宏觀裂紋的出現(xiàn),最終引起巖體的破壞。裂紋的萌生位置和擴(kuò)展模式直接決定了巖體的最終破裂形態(tài)。層面傾角?=45°~75°的試件主要發(fā)生沿材料交界面的滑動(dòng)破壞。層面傾角?=0°和?=90°的試件主要發(fā)生拉伸破壞。層面傾角?=15°和?=30°的試件呈現(xiàn)弱相材料的拉伸破壞與沿層面滑動(dòng)相結(jié)合的復(fù)合破壞。建立的界面黏結(jié)應(yīng)力表明界面的應(yīng)力狀態(tài)由弱相材料控制。
[Abstract]:The uniaxial compression failure process of soft and hard interbedded rock materials under different dip angles is studied by using discrete element method. Combined with the theoretical analysis of composite rock mass failure, the interfacial bonding stress on the interface is solved. Considering the influence of weak phase rock and weak interface, the strength curve of soft and hard interbedded rock mass is put forward. The results show that with the increase of plane dip angle, the uniaxial compressive strength and elastic modulus of rock, as well as the total number of cracks decrease at first and then increase, and the plane inclination angle is 90? The intensity of the time is even more than 0? The strength of the hour. The number of cracks is mainly shear cracks, but the tensile cracks are less. Because of the different mechanical properties of interlayer rock mass, it is very likely to cause stress concentration at the interface, which makes the crack initiate first near the interface, and the crack propagates further into the rock mass on both sides of the interface, which leads to the appearance of macroscopic crack and finally the failure of rock mass. The crack initiation position and propagation mode directly determine the final fracture shape of rock mass. The sliding failure along the interface of the material mainly occurs when the plane inclination angle is 45 擄~ 75 擄. Tensile failure occurs mainly in specimens with dip angle of 0 擄and 90 擄. The specimens with dip angle of 15 擄and 30 擄show the tensile failure of weak phase material and the composite failure of sliding along the plane. The established interfacial bonding stress indicates that the stress state of the interface is controlled by the weak phase material.
【作者單位】： 東京大學(xué)土木工程系;重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;大連理工大學(xué)工程力學(xué)系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10772205)
【分類號(hào)】：TU45

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2527369