砂巖剪切破壞特性及其斷裂面形貌特征試驗研究.pdf

1、在邊坡治理、水力開發、隧道施工、礦山開采等工程中，巖體因受剪切荷載作用發生節理貫通破壞是其主要破壞形式之一。眾所周知，巖石的剪切破壞特征受各種因素的影響，如巖石的種類、尺寸、含水率、加載速率、法向應力等。而在實際工程應用中，地應力及其分布特征對巖體的穩定性起著至關重要的影響。此外，由于地表降水或地下水的存在，研究其對巖體剪切破壞特征的影響能為實際工程應用提供一定的理論基礎。因此，本文以砂巖為研究對象，利用自主研發的煤巖剪切-滲流耦合試驗

2、裝置和三維立體掃描儀對其剪切破壞過程中的力學特性及斷裂面形貌特征進行了試驗研究，探討了不同法向應力、不同含水狀態和不同孔隙水壓作用下砂巖的剪切力學特性及斷裂面形貌特征，取得了以下研究成果：
　　(1)隨著法向應力的增加，砂巖抗剪強度及其相應的峰值剪切變形增大，峰值法向變形減??；法向應力越大，由于法向應力的限制，砂巖表面裂紋擴展的范圍更窄，次級裂紋發育更少，斷裂面高度分布呈現更優的高斯分布特征，所形成的剪切斷裂面起伏度和粗糙度減小。

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　　(2)受水軟化作用、潤滑作用和水楔作用的影響，隨著相對含水率的增加，砂巖抗剪強度、峰值剪切變形和峰值法向變形均減小，表面裂紋分布越平直，生成次級裂紋更少，剪切斷裂面的粗糙度和起伏度有降低趨勢。
　　(3)孔隙水壓能有效地降低礦物顆粒之間的粘結力，弱化砂巖的抗剪強度，且孔隙水壓越高，弱化效果越強，致使砂巖的抗剪強度越低，峰值法向變形和峰值剪切變形越小，斷裂面的粗糙度系數越低，斷裂面越平整。
　　(4)通過對砂巖試件