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复杂裂隙岩体力学损伤特性与破坏机理分析

2021-09-16张小莉卢仲鑫薛晓卫杨红成辛顺超滕振华

北方交通 2021年9期

张小莉,卢仲鑫,薛晓卫,杨红成,辛顺超,滕振华

(1. 深圳市盛业地下工程有限公司 深圳市 518026; 2.中铁七局集团郑州工程有限公司 郑州市 450052;3.招商局重庆交通科研设计院有限公司 重庆市 400067)

在边坡、隧道及地下工程中,复杂裂隙和复杂节理岩体的空间分布方式、界面接触状态对岩质边坡、隧道工程的力学损伤、破坏机理、变形特征有直接影响[1-2]。目前,针对岩体力学行为研究主要是基于连续介质和离散介质两种力学方法进行分析,前者形成的节理模型大多应用于裂隙发育、宏观节理较多的岩质边坡等工程的小变形问题,后者则是针对裂隙和节理切割成块状后岩块在较强荷载下的破损、开裂、垮塌等[3-4]。然而,由于工程实践中,岩体裂隙复杂多样,力学特性相当复杂。因此,针对节理倾角、节理数量、贯通特性等特点进行力学损伤特性分析以及对其破坏机理进行分析,对提高边坡、隧道及地下工程的设计科学准确性和提高岩体施工的安全可靠性具有重要意义。

1 试验方案

1.1 力学损伤试验方案

不同倾角、长度、数量以及节理之间夹杂的物质不同,物理力学性能差异很大[5]。根据国际岩石力学学会常规做法,采用Φ50×150的试件,预设5组不同倾角、4组不同节理数量、5组不同节理贯通程度以及4组不同软弱填充夹层厚度进行试验,每组制备4个试件。试验方案及方案代号,见图1和表1~表4。其中,“QJ”表示“倾角”,“JLS”表示“节理数”,“GT”表示“贯通”,“JC”表示“夹层”。

表4 不同夹层厚度试验方案

图1 力学……

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