三轴压缩条件下千枚岩力学及扩容特征分析

摘要

岩石在变形破坏中具有扩容特征.文章以千枚岩为研究对象,通过室内岩石常规三轴压缩试验,揭示了节理夹角为5°～45°影响下小角度节理千枚岩的强度与扩容特征.结果表明:(1)岩石的特征点应力随围压的增大而增大,其扩容特征随之减弱;(2)岩石的峰值应力随节理面与最大主应力夹角的增大而减小;在节理夹角为5°～45°范围内,闭合应力、起裂应力、损伤应力在θ=5°时最大,在θ=25°时出现最小值,之后随着角度增大而增大;(3)采用扩容指标Id量化描述扩容特性,扩容指标具有围压效应,即扩容指标与围压呈良好的负指数型分布;小角度时,各围压下岩石扩容率差异性更大;(4)在节理夹角为5°～45°范围内,md系数与角度呈线性关系,可以描述扩容指标随围压分布的分形特征,体现了角度对岩石扩容随围压差异性的弱化.