·1800 工程科学学报，第39卷，第12期 发生宏观破坏的主要原因.外荷载作用下，试样受到 挤压，颗粒在裂纹的正向上有同方向的运动趋势，表现 为压应力：同时颗粒在裂纹的切向上有相反的运动趋 势，表现为剪应力.当切向的剪应力超过试样的抗剪 强度时，试样产生宏观剪切裂纹，导致试样发生宏观 破坏. 表5给出了不同围压条件下含孔洞试样破坏后颗 粒的位移矢量分布.从中可以看出，不同围压条件下 含不同孔洞形状的试样有相似的位移矢量分布情况， 主要宏观裂纹有孔壁剥落、拉伸裂纹和压剪裂纹，但拉 伸裂纹只在单轴压缩条件下观察到.矩形孔洞和马蹄 形孔洞两侧的剥落现象比圆形孔洞明显，这与室内试 验结果一致；而且围压越大，剥落现象越明显，低围压 图9单轴压缩条件下含圆形孔洞试样的位移矢量分布.()试 条件下，马蹄形孔洞试样只在孔洞右侧出现剥落，当围 样位移矢量：(b)~()区域1~4的局部放大图 压大于7.5MPa后，孔洞左侧同样出现了剥落现象.压 Fig.9 Displacement vector distribution of specimens containing a 剪裂纹是导致试样发生宏观破坏的主要原因，矩形孔 circular hole under uniaxial compression:(a)displacement vectors of 洞和马蹄形孔洞试样的压剪裂纹只在一个对角方向上 specimen:(b)-(e)enlarged image of regions 1-4 出现，表现为对角剪切破坏：圆形孔洞试样的压剪裂纹 (3)压剪裂纹，如图9(d)、(e)所示，此类裂纹由 在试样的两个对角方向上都有出现，表现为类X型剪 孔洞两侧向试样对角方向延伸，此类裂纹是导致试样 切破坏 表5不同围压条件下含孔洞试样的位移矢量分布 Table 5 Displacement vector distribution of specimens containing a single hole under different confining pressures 孔洞形状 o,-0 MPa 0,=2.5MPa 0,=5 MPa ,=7.5MPa 0,=10 MPa 圆形 矩形 马筛形 3结论 小的变化趋势，最大偏应力峰值出现在围压为2.5~5 MPa之间. (1)与完整大理岩试样相比，含孔洞大理岩试样 (2)孔洞形状和围压对孔洞试样的裂纹扩展与破 的峰值强度显著降低，降低程度与孔洞形状有关：在试 坏模式有显著影响：围压限制了拉伸裂纹的萌生与扩 验范围内，含孔洞大理岩试样的峰值强度随围压的增 展，高围压条件下拉伸裂纹不再出现：含圆形孔洞试样 加而增加，但偏应力峰值随围压的增加呈先增大后减 的破坏模式为类X型剪切破坏，而含矩形或马蹄形孔工程科学学报，第 39 卷，第 12 期 图 9 单轴压缩条件下含圆形孔洞试样的位移矢量分布． ( a) 试 样位移矢量; ( b) ～ ( e) 区域 1 ～ 4 的局部放大图 Fig． 9 Displacement vector distribution of specimens containing a circular hole under uniaxial compression: ( a) displacement vectors of specimen; ( b) --( e) enlarged image of regions 1--4 ( 3) 压剪裂纹，如图 9( d) 、( e) 所示，此类裂纹由 孔洞两侧向试样对角方向延伸，此类裂纹是导致试样 发生宏观破坏的主要原因． 外荷载作用下，试样受到 挤压，颗粒在裂纹的正向上有同方向的运动趋势，表现 为压应力; 同时颗粒在裂纹的切向上有相反的运动趋 势，表现为剪应力． 当切向的剪应力超过试样的抗剪 强度时，试样产生宏观剪切裂纹，导致试样发生宏观 破坏． 表 5 给出了不同围压条件下含孔洞试样破坏后颗 粒的位移矢量分布． 从中可以看出，不同围压条件下 含不同孔洞形状的试样有相似的位移矢量分布情况， 主要宏观裂纹有孔壁剥落、拉伸裂纹和压剪裂纹，但拉 伸裂纹只在单轴压缩条件下观察到． 矩形孔洞和马蹄 形孔洞两侧的剥落现象比圆形孔洞明显，这与室内试 验结果一致; 而且围压越大，剥落现象越明显，低围压 条件下，马蹄形孔洞试样只在孔洞右侧出现剥落，当围 压大于7. 5 MPa 后，孔洞左侧同样出现了剥落现象． 压 剪裂纹是导致试样发生宏观破坏的主要原因，矩形孔 洞和马蹄形孔洞试样的压剪裂纹只在一个对角方向上 出现，表现为对角剪切破坏; 圆形孔洞试样的压剪裂纹 在试样的两个对角方向上都有出现，表现为类 X 型剪 切破坏． 表 5 不同围压条件下含孔洞试样的位移矢量分布 Table 5 Displacement vector distribution of specimens containing a single hole under different confining pressures 3 结论 ( 1) 与完整大理岩试样相比，含孔洞大理岩试样 的峰值强度显著降低，降低程度与孔洞形状有关; 在试 验范围内，含孔洞大理岩试样的峰值强度随围压的增 加而增加，但偏应力峰值随围压的增加呈先增大后减 小的变化趋势，最大偏应力峰值出现在围压为 2. 5 ～ 5 MPa 之间． ( 2) 孔洞形状和围压对孔洞试样的裂纹扩展与破 坏模式有显著影响; 围压限制了拉伸裂纹的萌生与扩 展，高围压条件下拉伸裂纹不再出现; 含圆形孔洞试样 的破坏模式为类 X 型剪切破坏，而含矩形或马蹄形孔 · 0081 ·