非贯通裂隙岩体峰后力学特性及其本构关系研究.doc

非贯通裂隙岩体峰后力学特性及其本构关系研究21世纪是地下工程的世纪。随着地下工程的建设,人们发现,在围压的作用下裂隙岩体破坏后的承载力并未完全丧失,这对地下工程的的设计与开挖具有十分重要的意义,因此开展裂隙岩体峰后强度的研究是十分有必要的。本文采用按一定比例配合而成的水泥砂浆来制作类岩石试件,通过预埋金属片的方式模拟非贯通裂隙,制作形成含不同倾角的非贯通裂隙类岩石试件。对试件进行单轴压缩试验及三轴压缩试验获得试件的全应力—应变曲线,通过对曲线峰后段的研究,分析了围压及裂隙倾角对试件峰值强度、残余强度的影响;引入峰后弹性模量和比强度的概念来定量的表示试件峰后段的塑性特征;分析比较了类岩石试件峰前阶段以及峰后阶段c、f值的变化情况。同时,在研究类岩石试件破坏模式的基础上,将类岩石试件的破坏模式分为沿预制裂隙面破坏以及不沿预制裂隙面破坏这两种情况,在此基础上,运用元件模型以及损伤力学的相关理论进行非贯通裂隙类岩石试件本构关系的模拟,研究结果表明:相对于峰值强度,残余强度对于围压的敏感度更高,并且,残余强度对围压的敏感度随围压的变化而变化;非贯通裂隙试件的残余强度随着裂隙倾角的增加呈现先减小后增加的趋势;倾角裂隙在一定程度上影响非贯通裂隙试件峰后段的塑性特征,裂隙倾角为90°时,裂隙会在一定程度上增加试件的塑性特征,当裂隙倾角为75°时,裂隙则会在一定程度上减小试件的塑性特征;试件的破坏模式随围压的变化而变化,在低围压下,试件的破坏形态以压裂破坏为主;随着围压的不断的增加,试件的破坏形态以剪切破坏为主;在高围压条件下,试件的表面没有观察到显著的破坏面的产生,试件呈现一定程度的塑性的流动破坏。