张国凯，李海波，夏祥，李娜娜，柴少波



节理特性对岩体力学性能的影响

张国凯，李海波，夏祥，李娜娜，柴少波

(中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉，430071)

采用颗粒流模拟研究单轴压缩下节理特性对试件宏观力学参数、能量及波传播规律的影响，揭示裂纹扩展演化机理及破坏模式的变化规律，定义细观节理刚度比和强度比反映节理力学特性。研究结果表明：峰值强度、弹性模量、起裂应力随节理厚度增加、刚度比的下降而不断减小，泊松比随节理厚度增加而大幅度增加，节理强度比直接影响峰值强度；与张开节理相比，节理充填物降低尖端应力集中，导致试件损伤破坏程度及破坏模式的改变，同时引起宏观力学参数增大，并随节理刚度减小，逐渐趋近前者。通过在模型内设置激发源和接收器，对激发源施加速度脉冲模拟剪切波和压缩波的传播过程，节理对波幅影响远大于波速，充填节理透射系数明显大于张开节理透射系数，前者随厚度增加衰减更快，与纵波相比，横波随节理弱化衰减较快。

颗粒流；单轴压缩；节理特性；岩体力学参数；波传播

由于漫长的地质作用，工程岩体大多含有不同类型的结构面，结构面密度、张开度、填充物特性、几何产状、连通度等都直接影响岩体的强度和稳定，参数自由组合的多样性，使得岩体的各向异性、复杂性更为突出，节理岩体的变形和力学特性已成为岩石力学的研究热点[1−2]。……