单轴压缩条件下软硬互层类岩石的声发射特性与裂纹类型演化

为进一步揭示不同层理倾角的软硬互层岩在单轴压缩下的声发射特性和裂纹扩展规律,采用类岩石材料制备了软硬互层类岩石试样,基于搭载DS-5型声发射监测系统的RMT-150B型岩石力学试验系统,开展了不同层理倾角（0°、30°、45°、60°和90°）的软硬互层类岩石试样的单轴压缩试验,分析了层理倾角对岩样声发射特性、损伤演化和裂纹扩展的影响。结果表明：试样的声发射活动呈现明显的阶段性特征,且不同层理倾角下其分布特征具有明显差异,声发射特征参数表现出明显的层面效应,声发射累计振铃计数和累计能量随着层理倾角的增大先减小后增大;低频-超高幅信号的突然出现或占比增加可作为软硬互层类岩石试样的破坏前兆,低角度（0°、30°）试样表现为大尺度裂纹稳步扩展破坏,中角度（45°、60°）试样为大尺度裂纹突发失稳扩展破坏,高角度（90°）试样为小尺度裂纹突发失稳扩展破坏,60°层理倾角为试样破坏的最不利角度;试样的损伤累积过程同样具有明显的阶段性特征,在峰值应力前,试样的损伤累积主要集中在高速率损伤阶段,中等角度（45°、60°）的层理面加快了试样的损伤累积过程;不同层理倾角对软硬互层类岩石试样的拉剪裂纹演化的影响差异明显,水平层理面促进了拉剪裂纹的产生,层理倾角的逐渐增大促进了类岩石试样拉剪裂纹的发育,在层理面与岩石基体共同作用下,随着层理倾角的逐渐增大,类岩石试样的剪切裂纹占比先增大后减小,且剪切裂纹数目处于较高水平。
研究结果对地下工程围岩结构的稳定性评估具有一定的参考作用。