王佩新等：单压下节理密度及顿角对类岩石试件强度及变形的影响 ·501* (1)随着节理倾角的增大，应力一应变曲线由多 angles persistent joints.Chin J Rock Mech Eng,2013,32(Suppl 峰曲线转变为单峰曲线，试件由延性破坏逐渐转变为 2):3391 (李树忱，汪雷，李术才，等.不同倾角贯穿节理类岩石试件峰 脆性破坏. 后变形破坏试验研究.岩石力学与工程学报，2013,32（增刊 (2)节理密度对当量峰值强度的影响与节理倾角 2):3391) 大小有关：当节理密度较小时(5~10条)，当量峰值强 Zhang W,Zhou G Q,Zhang H B.et al.Experimental research 度随节理密度的增大而减小，减小幅度的大小与节理 on the influence of obliquity on the mechanical characteristics of a 倾角成反比：当节理密度继续增大时(10~30条)，缓 fractured rock mass.J China Unis Min Technol,2009,38(1):30 倾角(25)节理当量峰值强度随节理密度增大而缓慢 (张伟，周国庆，张海波，等.倾角对裂隙岩体力学特性影响试 下降，而节理倾角为45°~75°时，当量峰值强度缓慢 验模拟研究.中国矿业大学学报，2009,38(1)：30) Chen X,Liao Z H,Li D J.Experimental study of effects of joint 上升.在节理密度一定的情况下，当量峰值强度随节 inclination angle and connectivity rate on strength and deformation 理倾角的增大而增大.随节理密度增加，试件当量峰 properties of rock masses under uniaxial compression.Chin J Rock 值强度增长速率加快 Mech Eng,2011,30(4):781 (3)随着节理倾角的增大，当量弹性模量逐渐增 (陈新，廖志红，李德建.节理倾角及连通率对岩体强度、变形 大，在90°的时候最大，达到完整试件弹性模量70%~ 影响的单轴压缩试验研究.岩石力学与工程学报，2011,30 80%.随着节理密度的增大，试件的当量弹性模量总 (4):781) 体上呈现先减小后增大的现象，即“V”形变化：在节理 ]Wong R HC.Chau K T.The coalescence of frictional eracks and the shear zone formation in brittle solids under compressive stres- 倾角为25°和45°，其当量弹性模量在15条节理时取 ses.Int J Rock Mech Min Sci,1997,34(3):335 得最小值 [10]Wong R H C,Chau K T,Tang C A,et al.Analysis of crack co- (4)节理倾角对于多节理类岩石试件峰值强度及 alescence in rock-ike materials containing three flaws:Part I. 弹性模量的影响大于节理密度的影响. Experimental approach.Int Rock Mech Min Sci,2001.38(7): (5)试件的破坏模式主要可分为：张拉破坏、剪切 909 [11]Fan X,Kulatilake P H S W,Chen X,et al.Crack initiation 破坏和复合破坏.当节理倾角为25°和90°时，主要发 stress and strain of jointed rock containing multi-eracks under 生张拉破坏，当节理倾角为45°和75°时，主要发生剪 uniaxial compressive loading:a particle flow code approach.J 切破坏和复合破坏，而节理密度越大，越容易出现复合 Cent South Univ,2015,22(2)638 破坏. 02] Fan X,Kulatilake P H S W,Chen X.Mechanical behavior of rockHike jointed blocks with multi-non-persistent joints under 参考文献 uniaxial loading:a particle mechanics approach.Eng Geol, 2015,190:17 [1]Lajtai EZ.Shear strength of weakness planes in rock.Int Rock [3] Wang JC,Chang LS,Chen Y J,at al.3D network simulation Mech Min Sci Geomech Abstr,1969,6(5):499 and probability damage tensor analysis of joint rock mass in open 2]Laitai E Z.Strength of discontinuous rocks in direct shear. iron mines.J Unie Sci Technol Beijing,2005,27(1):1 Geotechnique,1969,19(2)218 (王家臣，常来山，陈亚军，等.露天矿节理岩体三维网络模 B3]Bobet A,Einstein HH.Fracture coalescence in rock-type materi- 拟与概率损伤分析.北京科技大学学报，2005,27(1)：1) als under uniaxial and biaxial compression.Int J Rock Mech Min [14]Chen X,Liao Z H,Peng X.Deformability characteristics of Sai,1998,35(7):863 jointed rock masses under uniaxial compression.Int J Min Sci 4]Yang S Q,Dai Y H,Han L J,et al.Experimental study on me- Technol,2012,22(2):213 chanical behavior of brittle marble samples containing different [15]Zhao W,Wu S C,Cao Y T,at al.Numerical modeling and me- flaws under uniaxial compression.Eng Fract Mech,2009,76 chanical parameters determination of jointed rock mass.Chin J (12):1833 Eng,2015,37(12):1542 [5]Pu C Z,Cao P,Yi Y L.Fracture for rock-ike materials with two (赵伟，吴顺川，高永涛，等.节理岩体数值模拟及力学参数 transfixion fissures under uniaxial compression.I Cent South Uni 确定.工程科学学报，2015,37(12)：1542) SciTechnol,2012,43(7):2708 [16]Jaeger JC,Cook N G W,Zimmerman R W.Fundamentals of (蒲成志，曹平，衣永亮.单轴压缩下预制2条贯通裂隙类岩 Rock Mechanics.4th Ed.Malden:Blackwell Publishing Ltd., 材料断裂行为.中南大学学报（自然科学版），2012,43(7)： 2002 2708) [17]Nasseri MH B,Rao K S,Ramamurthy T.Anisotropic strength [6]Li S C,Wang L,Li S C,et al.Post-peak deformation and failure and deformational behavior of Himalayan schists.Int Rock Mech experimental study of rock-ike specimens with different inclination Min Sci,2003,40(1):3王佩新等: 单压下节理密度及倾角对类岩石试件强度及变形的影响 ( 1) 随着节理倾角的增大，应力--应变曲线由多 峰曲线转变为单峰曲线，试件由延性破坏逐渐转变为 脆性破坏． ( 2) 节理密度对当量峰值强度的影响与节理倾角 大小有关: 当节理密度较小时( 5 ～ 10 条) ，当量峰值强 度随节理密度的增大而减小，减小幅度的大小与节理 倾角成反比; 当节理密度继续增大时( 10 ～ 30 条) ，缓 倾角( 25°) 节理当量峰值强度随节理密度增大而缓慢 下降，而节理倾角为 45° ～ 75°时，当量峰值强度缓慢 上升． 在节理密度一定的情况下，当量峰值强度随节 理倾角的增大而增大． 随节理密度增加，试件当量峰 值强度增长速率加快． ( 3) 随着节理倾角的增大，当量弹性模量逐渐增 大，在 90°的时候最大，达到完整试件弹性模量 70% ～ 80% ． 随着节理密度的增大，试件的当量弹性模量总 体上呈现先减小后增大的现象，即“V”形变化: 在节理 倾角为 25°和 45°，其当量弹性模量在 15 条节理时取 得最小值． ( 4) 节理倾角对于多节理类岩石试件峰值强度及 弹性模量的影响大于节理密度的影响． ( 5) 试件的破坏模式主要可分为: 张拉破坏、剪切 破坏和复合破坏． 当节理倾角为 25°和 90°时，主要发 生张拉破坏，当节理倾角为 45°和 75°时，主要发生剪 切破坏和复合破坏，而节理密度越大，越容易出现复合 破坏． 参 考 文 献 ［1］ Lajtai E Z． Shear strength of weakness planes in rock． Int J Ｒock Mech Min Sci Geomech Abstr，1969，6( 5) : 499 ［2］ Lajtai E Z． Strength of discontinuous rocks in direct shear． Géotechnique，1969，19( 2) : 218 ［3］ Bobet A，Einstein H H． Fracture coalescence in rock-type materi￾als under uniaxial and biaxial compression． Int J Ｒock Mech Min Sci，1998，35( 7) : 863 ［4］ Yang S Q，Dai Y H，Han L J，et al． Experimental study on me￾chanical behavior of brittle marble samples containing different flaws under uniaxial compression． Eng Fract Mech，2009，76 ( 12) : 1833 ［5］ Pu C Z，Cao P，Yi Y L． Fracture for rock-like materials with two transfixion fissures under uniaxial compression． J Cent South Univ SciTechnol，2012，43( 7) : 2708 ( 蒲成志，曹平，衣永亮． 单轴压缩下预制 2 条贯通裂隙类岩 材料断裂行为． 中南大学学报( 自然科学版) ，2012，43( 7) : 2708) ［6］ Li S C，Wang L，Li S C，et al． Post-peak deformation and failure experimental study of rock-like specimens with different inclination angles persistent joints． Chin J Ｒock Mech Eng，2013，32( Suppl 2) : 3391 ( 李树忱，汪雷，李术才，等． 不同倾角贯穿节理类岩石试件峰 后变形破坏试验研究． 岩石力学与工程学报，2013，32( 增刊 2) : 3391) ［7］ Zhang W，Zhou G Q，Zhang H B，et al． Experimental research on the influence of obliquity on the mechanical characteristics of a fractured rock mass． J China Univ Min Technol，2009，38( 1) : 30 ( 张伟，周国庆，张海波，等． 倾角对裂隙岩体力学特性影响试 验模拟研究． 中国矿业大学学报，2009，38( 1) : 30) ［8］ Chen X，Liao Z H，Li D J． Experimental study of effects of joint inclination angle and connectivity rate on strength and deformation properties of rock masses under uniaxial compression． Chin J Ｒock Mech Eng，2011，30( 4) : 781 ( 陈新，廖志红，李德建． 节理倾角及连通率对岩体强度、变形 影响的单轴压缩试验研究． 岩石力学与工程学报，2011，30 ( 4) : 781) ［9］ Wong Ｒ H C，Chau K T． The coalescence of frictional cracks and the shear zone formation in brittle solids under compressive stres￾ses． Int J Ｒock Mech Min Sci，1997，34( 3) : 335 ［10］ Wong Ｒ H C，Chau K T，Tang C A，et al． Analysis of crack co￾alescence in rock-like materials containing three flaws: Part I． Experimental approach． Int J Ｒock Mech Min Sci，2001，38( 7) : 909 ［11］ Fan X，Kulatilake P H S W，Chen X，et al． Crack initiation stress and strain of jointed rock containing multi-cracks under uniaxial compressive loading: a particle flow code approach． J Cent South Univ，2015，22( 2) : 638 ［12］ Fan X，Kulatilake P H S W，Chen X． Mechanical behavior of rock-like jointed blocks with multi-non-persistent joints under uniaxial loading: a particle mechanics approach． Eng Geol， 2015，190: 17 ［13］ Wang J C，Chang L S，Chen Y J，at al． 3D network simulation and probability damage tensor analysis of joint rock mass in open iron mines． J Univ Sci Technol Beijing，2005，27( 1) : 1 ( 王家臣，常来山，陈亚军，等． 露天矿节理岩体三维网络模 拟与概率损伤分析． 北京科技大学学报，2005，27( 1) : 1) ［14］ Chen X，Liao Z H，Peng X． Deformability characteristics of jointed rock masses under uniaxial compression． Int J Min Sci Technol，2012，22( 2) : 213 ［15］ Zhao W，Wu S C，Cao Y T，at al． Numerical modeling and me￾chanical parameters determination of jointed rock mass． Chin J Eng，2015，37( 12) : 1542 ( 赵伟，吴顺川，高永涛，等． 节理岩体数值模拟及力学参数 确定． 工程科学学报，2015，37( 12) : 1542) ［16］ Jaeger J C，Cook N G W，Zimmerman Ｒ W． Fundamentals of Ｒock Mechanics． 4th Ed． Malden: Blackwell Publishing Ltd． ， 2002 ［17］ Nasseri MH B，Ｒao K S，Ｒamamurthy T． Anisotropic strength and deformational behavior of Himalayan schists． Int J Ｒock Mech Min Sci，2003，40( 1) : 3 · 105 ·