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 ·499· (a (b) c 图9典型节理扩展方式.(：)沿倾角方向扩展的剪切裂纹：(b)垂直顿角方向扩展的拉伸裂纹：()平行加压方向扩展的拉伸裂纹 Fig.9 Typical failure modes of joints:(a)shear failure in the inclination direction:(b)tensile failure perpendicular to the inclination direction (c)tensile failure parallel to the direction of pressure 表4不同节理密度试件破坏形式 Table 4 Failure forms of rock-ike specimens with different joint densi- b剪切裂纹 ties 破坏次数 节理条数 张拉破坏 剪切破坏 复合破坏 a张拉裂纹 J 6 2 预制节理 10 1 15 个 1 20 6 30 6 图11给出了节理条数为20条，节理倾角分别为 图10预制节理表面应力状态及破坏特征 25°、45°、75°和90°的试件破坏图.图11(a)为复合 Fig.10 Stress distribution state of prefabricated joints and failure 破坏，以张拉破坏为主.该试件首先在两侧的节理尖 characteristic 端产生与节理垂直的拉伸裂纹，与相近节理搭接、贯 拉破坏，随着节理倾角的继续增大(45°~75)，转变为 通，当此拉伸裂纹发育受到阻碍时，试件中部的节理 以剪切破坏和复合破坏为主，当节理倾角增大为90° 开始产生沿对角线倾斜的剪切裂纹，此裂纹相互搭 时，破坏形式全部为张拉破坏.从表4可以发现节理 接、贯通，直至试件完全破坏.图11(b)为复合破坏， 密度对其破坏形式的影响主要是：随着节理条数的增 剪切破坏为主·该试件首先由中部产生沿对角线倾 多，试件的破坏形式由单纯的张拉破坏和剪切破坏逐 斜的剪切裂纹，相互搭接、贯通后，当此裂纹发育受 渐转变为复合破坏. 限时，两侧开始产生平行加压方向和垂直节理方向 的拉伸裂纹，与附近节理相互搭接、贯通，直至试件 表3不同节理倾角试件破坏形式 完全破坏.图11(c)为复合破坏，以张拉破坏为主. Table 3 Failure forms of rock-like specimens with different joint incli- 该试件一开始在两侧同时产生垂直节理或平行加压 nation angles 方向的拉伸裂纹，与附近节理或附近翼形裂纹相互 破坏次数 节理倾角/() 搭接贯通，当此裂纹发展到一定程度时，试件内部开 张拉破坏 剪切破坏 复合破坏 始产生沿节理方向的倾斜剪切裂纹，与附近节理搭 25 8 2 接、贯通，直至试件完全破坏.图11(d)为张拉破坏. 45 该试件节理尖端产生平行加压方向的拉伸裂纹，同 75 2 2 6 时向上和向下发展，与附近节理贯通，开裂直至完全 90 10 破坏.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 图 9 典型节理扩展方式． ( a) 沿倾角方向扩展的剪切裂纹; ( b) 垂直倾角方向扩展的拉伸裂纹; ( c) 平行加压方向扩展的拉伸裂纹 Fig． 9 Typical failure modes of joints: ( a) shear failure in the inclination direction; ( b) tensile failure perpendicular to the inclination direction; ( c) tensile failure parallel to the direction of pressure 图 10 预制节理表面应力状态及破坏特征 Fig． 10 Stress distribution state of prefabricated joints and failure characteristic 拉破坏，随着节理倾角的继续增大( 45° ～ 75°) ，转变为 以剪切破坏和复合破坏为主，当节理倾角增大为 90° 时，破坏形式全部为张拉破坏． 从表 4 可以发现节理 密度对其破坏形式的影响主要是: 随着节理条数的增 多，试件的破坏形式由单纯的张拉破坏和剪切破坏逐 渐转变为复合破坏． 表 3 不同节理倾角试件破坏形式 Table 3 Failure forms of rock-like specimens with different joint incli￾nation angles 节理倾角/( °) 破坏次数 张拉破坏 剪切破坏 复合破坏 25 8 — 2 45 4 2 4 75 2 2 6 90 10 — — 表 4 不同节理密度试件破坏形式 Table 4 Failure forms of rock-like specimens with different joint densi￾ties 节理条数 破坏次数 张拉破坏 剪切破坏 复合破坏 5 6 2 — 10 7 1 — 15 7 1 — 20 2 — 6 30 2 — 6 图 11 给出了节理条数为 20 条，节理倾角分别为 25°、45°、75°和 90°的试件破坏图． 图 11 ( a) 为复合 破坏，以张拉破坏为主． 该试件首先在两侧的节理尖 端产生与节理垂直的拉伸裂纹，与相近节理搭接、贯 通，当此拉伸裂纹发育受到阻碍时，试件中部的节理 开始产生沿对角线倾斜的剪切裂纹，此裂纹相互搭 接、贯通，直至试件完全破坏． 图 11( b) 为复合破坏， 剪切破坏为主． 该试件首先由中部产生沿对角线倾 斜的剪切裂纹，相互搭接、贯通后，当此裂纹发育受 限时，两侧开始产生平行加压方向和垂直节理方向 的拉伸裂纹，与附近节理相互搭接、贯通，直至试件 完全破坏． 图 11( c) 为复合破坏，以张拉破坏为主． 该试件一开始在两侧同时产生垂直节理或平行加压 方向的拉伸裂纹，与附近节理或附近翼形裂纹相互 搭接贯通，当此裂纹发展到一定程度时，试件内部开 始产生沿节理方向的倾斜剪切裂纹，与附近节理搭 接、贯通，直至试件完全破坏． 图 11( d) 为张拉破坏． 该试件节理尖端产生平行加压方向的拉伸裂纹，同 时向上和向下发展，与附近节理贯通，开裂直至完全 破坏． · 994 ·