含不同倾角单裂隙岩石单轴压缩破裂演化过程分析

为探究裂隙倾角对裂隙岩体破裂演化过程的影响,本文对不同裂隙倾角岩体进行单轴压缩试验,采用数字散斑和声发射方法作为观测手段,探究含不同裂隙倾角岩体的破裂演化过程,分析了不同单裂隙岩体表面及其内部裂纹的演化规律.结果表明:裂隙岩体的变形破坏过程与完整岩体相似,表现为原始裂隙压密、弹性变形、塑性变形及破坏4个阶段;随着裂隙倾角的增大,应力的峰值即抗压强度呈现先减小后增大的趋势.当岩体表面裂纹处于稳定扩展阶段时,裂纹首先沿着预制裂隙端部起裂,然后裂纹扩展、贯通,形成宏观裂纹,直至宏观裂纹发展至非稳定扩展阶段;当裂隙倾角为0°时,岩体表现出较明显的张拉破坏,当裂隙倾角为30°、45°和60°时,岩石呈现出以剪切为主的组合破坏,当裂隙倾角为90°时,岩体发生张拉破坏.通过声发射观测结果,观测了单裂隙岩体内部裂纹的演化过程,在声发射初始期,岩体内部存在大量孔隙,随着应力的增加,原生孔隙逐渐被压密,所收集到的振铃计数较少;随着变形的增加,岩体进入弹性变形阶段,岩石内部产生微裂纹,振铃计数与初始期相比变多且趋于稳定状态;当进入塑性变形阶段即裂纹稳定扩展阶段,裂纹在岩体表面沿预制裂隙起裂并不断发育,直到裂纹贯通,岩体形成宏观破裂到达破坏阶段.随着裂隙倾角的改变,内部裂纹扩展情况产生差异,导致单裂隙岩体塑性变形阶段来临时间呈现先减小后增加的趋势.