結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體物理力學(xué)性能具有弱化作用,直接影響巖石工程的穩(wěn)定性。以煤礦巷道粉砂質(zhì)泥巖為研究對(duì)象,通過針對(duì)不同傾角結(jié)構(gòu)面巖樣試件進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗(yàn)和單軸循環(huán)加卸載試驗(yàn),并同步利用散斑系統(tǒng)采集試件受載變形全過程數(shù)字圖像信息,分析不同傾角結(jié)構(gòu)面弱化影響下的巖樣力學(xué)性能變化規(guī)律以及應(yīng)變場(chǎng)演化特征。研究表明:結(jié)構(gòu)面對(duì)于粉砂質(zhì)泥巖受力及變形弱化影響明顯,越是趨近于60°傾角,這種弱化影響越顯著;賦存45°和60°傾角試件因結(jié)構(gòu)面充填介質(zhì)的弱化影響,會(huì)使應(yīng)力–應(yīng)變曲線出現(xiàn)了獨(dú)特的"雙峰"現(xiàn)象;提出了結(jié)構(gòu)面變形局部化長(zhǎng)度比和巖樣變形局部化長(zhǎng)度比參數(shù),量化確定了結(jié)構(gòu)面及巖樣本體變形對(duì)試件總變形的貢獻(xiàn)程度;與準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗(yàn)相比,循環(huán)加卸載試驗(yàn)提高了試件結(jié)構(gòu)面破壞的主導(dǎo)性,從而顯著降低了試件峰值強(qiáng)度。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報(bào). 2020,42(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

噴涂散斑漆后試件

試驗(yàn)分2組，第1組進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗(yàn)，第2組進(jìn)行單軸循環(huán)加卸載試驗(yàn)。每組制備的試件包含結(jié)構(gòu)面的傾角為0°，30°，45°，60°和90°，其中因15°和75°傾斜角度太小，加工難度較大，后續(xù)可通過插值法分析角度對(duì)應(yīng)的力學(xué)特性。同時(shí)，制備完整試件作為基準(zhǔn)比較對(duì)象。每一類傾角制作3個(gè)平行試件，2組共計(jì)36個(gè)試件。(1)第1組試驗(yàn)，采用豎向位移控制方法進(jìn)行試件加載，測(cè)試分析不同傾角結(jié)構(gòu)面對(duì)試件峰值強(qiáng)度以及應(yīng)力–應(yīng)變?nèi)^程弱化規(guī)律；(2)第2組試驗(yàn)，首先將試件加載到屈服強(qiáng)度，在該應(yīng)力水平下進(jìn)行500次循環(huán)加卸載后將應(yīng)力卸載至0，然后對(duì)試件再加載直至破壞，可得到循環(huán)加卸載曲線，以此來模擬巷道掘進(jìn)過程中對(duì)賦存結(jié)構(gòu)面巖體的擾動(dòng)作用。2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

針對(duì)不同傾角結(jié)構(gòu)面的粉砂質(zhì)泥巖進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗(yàn)，部分試件破壞如圖3所示。發(fā)現(xiàn)試件貫通的裂隙中一類是發(fā)生在預(yù)制結(jié)構(gòu)面處，如45°，60°和90°傾角試件。另一類裂隙則始于結(jié)構(gòu)面，但向其他方向擴(kuò)展貫通，如0°傾角試件和30°傾角試件。就裂隙擴(kuò)展形態(tài)上看，完整試件則表現(xiàn)為縱向裂隙貫通，呈現(xiàn)劈裂破壞，與0°，30°和90°傾角試件裂隙擴(kuò)展形態(tài)類似。同時(shí)，0°傾角試件和30°傾角試件并未表現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)面處破壞，而主要為巖體本身裂隙貫通。提取試驗(yàn)機(jī)單軸加載應(yīng)力–應(yīng)變數(shù)據(jù)，繪制應(yīng)力–應(yīng)變關(guān)系曲線如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3345270