岩石单轴压缩条件下裂纹扩展试验研究——以片状岩石为例

为研究片状岩石渐进性破坏,首先对其应力门槛值:裂纹起始应力σci、裂纹破坏应力σcd、单轴抗压峰值强度σf及相互间的关系进行系统的总结和论述。基于片状岩石——丹巴二云英片岩单轴压缩试验轴向应力-轴向/径向应变曲线,首次将岩石渐进性破坏过程应力门槛值分析应用于片状岩石,得出加载方向与片理面方向平行、垂直和成30°夹角3种加载条件下的应力门槛值,并将其与其他岩石种类的应力门槛值研究结果进行比较。结果表明裂纹扩展过程与岩石种类有关,不同岩石矿物颗粒、胶结状况、片理面发育情况等因素都会影响岩石的渐进性破坏过程,从而对应不同的应力门槛值范围。二云英片岩的试验结果直接表明,由于片理面的发育,片状单轴压缩条件下的裂纹扩展过程存在显著的各向异性,这一特点显著区别于其他种类岩石,在地下工程开挖中应对其进行具体的量化分析,以指导开挖设计和支护加固。