为探究寒区裂隙岩体的力学特性及破坏机理,对不同裂隙倾角的饱水砂岩开展-10℃冻结环境下的常规三轴压缩试验。结果表明:裂隙几何特征对加载过程中砂岩应力应变曲线发展有较大影响。应力应变曲线初始段呈"上凸型"特征,这是由于该阶段主要由岩体孔隙和裂隙内冰体承担荷载。砂岩峰值强度、弹性模量、抗剪强度参数与裂隙倾角呈线性正相关;泊松比、体积应变与裂隙倾角呈非线性负相关关系,但变化幅度不大;低温冻结环境一定程度上增强了砂岩颗粒间胶结度及摩擦力,使得不同裂隙砂岩均呈单斜面剪切破坏特征,除主剪切面斜裂纹外无明显翼裂纹及次生裂纹出现。通过建立考虑裂隙砂岩强度和变形的损伤演化方程发现,随裂隙倾角增大,砂岩起裂应力水平、扩容应力水平均逐渐增大,而峰后应力应变曲线跌落状态越明显,表明应力应变曲线弹性阶段相对变长,塑性阶段变短,砂岩脆性增强,抵抗塑性变形能力下降。

国家自然科学基金资助项目（11972283）；陕西省自然科学基金资助项目（2017JM1039）；

1 试验方案
1.1 岩样制备
1.2 试验仪器及方法
2 岩石力学特性分析
2.1 应力应变曲线特征及强度分析
2.2 变形参数分析
2.3 抗剪强度参数分析
2.4 破坏模式分析
3 起裂应力、扩容应力分析
4 结论

宋勇军,郭玺玺,谭皓,车永新.饱水冻结裂隙砂岩力学特性试验研究[J].煤炭工程,2022,54(02):147-152.