正交型交叉裂隙岩石强度特征与破裂机理试验研究 论文

工程岩体是一种具有各向异性的非均匀地质体，在隧道开挖或服役过程中，常常由于岩体中的节理和裂隙诱发出片帮、冒顶等事故。这些事故不仅会造成严重的人员伤亡，还会导致巨大的经济损失。在天然岩体中，裂隙主要呈交叉分布，为了更深入地研究裂隙对岩石力学特性及破裂特征的影响，研究人员利用线切割设备对岩石试样进行了正交型交叉裂隙的预制，并借助声发射和表面应变测量系统，在单轴压缩条件下对裂纹的起裂应力、扩展路径及应力性质进行了详细的计算与分析。

研究结果显示，裂隙长度对岩石强度的影响较小，裂隙与加载方向的夹角则是影响岩石强度的关键因素。具体而言，岩石的峰值强度和弹性模量均随着主裂隙倾角的增大呈现出“先增加后减小”的变化规律。当主裂隙倾角α=90°时，岩石试样的力学指标达到最小值。正交型裂隙试样中，主裂隙或次裂隙的端部更容易产生起裂破坏，而起裂位置与预制裂隙的倾角密切相关。

值得注意的是，裂隙岩石的破裂具有显著的方向性。正交型裂隙岩石的起裂裂纹主要呈现为翼型或反翼型，其中当α<45°时，起裂裂纹主要位于主裂隙端部，而当α>45°时，起裂裂纹则主要出现在次裂隙端部，且起裂过程主要由次裂隙控制。与完整试样相比，裂隙岩石试样在整体失稳破坏前，会产生多次声发射突增现象，即在加载过程中经历多次破裂。

对于进一步了解与裂隙相关的岩石力学特性研究，可以参考以下相关资源：

• 不同裂隙角度岩石相似试样力学特性及声发射特性研究：详细探讨了不同裂隙角度下的岩石力学特性。

• 孔洞裂隙组合型缺陷砂岩力学特性试验研究：分析了孔洞裂隙组合对砂岩力学特性的影响。

• 采动裂隙煤岩破裂能量耗散特性及机理：研究了煤岩裂隙在采动过程中的破裂特性及能量耗散机制。

读者可以更深入地理解裂隙在不同条件下对岩石力学特性的影响，从而为实际工程应用提供更加科学的依据和支持。