基于数字图像的不同倾角节理灰岩破裂模式及细观尺度破裂过程研究1)
2021-03-06牛运玖叶海旺王其洲
力学与实践 2021年1期
牛运玖 叶海旺 李 宁 王其洲 雷 涛
(武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070)
(矿物资源加工与环境湖北省重点实验室,武汉430070)
宝山矿区位于贵州省安龙县城290°方位直距约 10 km 处,矿区面积约 1.37 km2。矿体走向长800 ~895 m,出露宽度320 ~550 m,倾向延深125 ~380 m,厚139.90 ~170.60 m;矿石类型为浅灰~灰白色厚层块状泥粉晶灰岩;该矿区石灰岩矿矿石资源量7963 万吨,具有较好的勘探及开采潜力。该区岩体由于各种地质作用的长期影响,岩体被不同产状的结构面所切割,导致了复杂细观结构的形成,其破裂过程及力学特性将会愈加复杂。岩体中分布着不同方向及角度的节理,节理倾角的不同将会对岩体破裂机制产生重大影响[1-2]。岩石在破坏过程中,裂缝的萌生、剪切带的形成和应力集中区域分布等变形问题都与岩石内部细观结构密切相关,岩石的非均匀性及不同倾角节理几何分布特性对岩石的破坏模式和细观尺度破裂过程有着重要的影响,因此,研究其破坏模式和细观尺度破裂过程,对揭示含节理灰岩破裂过程的宏观非线性力学行为和岩石稳定性具有重要理论意义。
近年来,众多学者对节理切割方向对岩体力学特性及破裂模式的影响进行了大量研究。Yang 等[3]基于室内岩石力学试验深入分析了节理倾角与岩石强度特性和破坏模式之间的内在关系。Yang 等[4]研究了节理倾角和间距对砂岩破碎效应的影响,并提出了节理岩石破裂计算模型。刘红岩等[5]基于相似模拟实验对不同倾角节理预制试件的破坏模式及峰值强度进行了研究,表明节理的构造形态对其破裂模式及峰值强度影响显著。……
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