三向应力作用下柱状节理岩体强度破坏特性试验研究

河南理工大学学报（自然科学版）
网络首发时间：2024-11-21 11:51:58

作者

卢文斌张栋何燕新拓志伟
单位

河南理工大学能源科学与工程学院河南省煤矿岩层控制国际联合实验室山东农业大学水利土木工程学院
摘要

目的金沙江白鹤滩水电站坝址区的柱状节理岩体具有结构面异常发育、各向异性特征显著、开挖后易松弛破裂等特点，为保证施工建设的安全性，需对其力学性质展开深入研究。方法根据相似理论并采用石膏、河砂及水等相似材料制备不含节理的完整试样和具有不同节理倾角的六棱柱型模型试样，利用真三轴试验机开展单轴压缩和三轴压缩试验，根据试验结果分别绘制强度及变形随节理倾角变化曲线，重点研究柱状节理岩体在不同应力条件下的强度特征、应力-应变关系及其破坏模式。结果结果表明：不同于完整试样，柱状节理模型试样的强度与变形在不同的应力环境下表现出显著各向异性力学特征，且节理面的存在对模型的强度弱化作用明显；两种类型试样的峰值强度随围压升高而增大，节理试样在单轴压缩下的强度及弹性模量随节理倾角β变化呈“U”型线，三轴压缩时试样峰值强度随β增大分为两种类型，即先减小后增大（σ3=1MPa）和无明显变化规律（σ3=1.5MPa,2MPa）；随着围压增大，节理试样的破坏形态从脆性转变为塑性，各向异性比R降低；根据试验结果对模型试样的破坏模式进行分类，总结了三维应力条件下柱状节理模型试样的4种典型破坏类型。结论研究结果不仅能够深入了解柱状节理玄武岩工程力学特性，同时可为复杂节理岩体相关问题的理论研究和工程分析提供参考。
关键词

柱状节理岩体三轴压缩白鹤滩水电站峰值强度破坏模式
引用格式

卢文斌,张栋,何燕新,等.三向应力作用下柱状节理岩体强度破坏特性试验研究[J/OL].河南理工大学学报(自然科学版),1-17[2024-11-21].http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1384.n.20241120.1629.002.html.