錨固砂巖I型斷裂特性及控制機理試驗研究.pdf

1、節(jié)理巖體是巖體工程中經(jīng)常遇到的一種復雜巖體，地下工程遇到的低應力脆斷現(xiàn)象通常也是由節(jié)理巖體內(nèi)部裂紋擴展導致的。工程實踐中，人們往往采取錨桿加固措施來保證地下工程和巖石邊坡工程的安全可靠運行，但是運用現(xiàn)有的試驗方法卻很難定量評價錨固效果，傳統(tǒng)強度理論也難以有效揭示錨固機理，應用斷裂力學理論分析是行之有效的方法。因此，在錨固斷裂韌度基礎試驗的基礎上，將巖石斷裂力學理論應用于巖體工程的裂隙擴展以及錨固機理研究當中，具有十分重要的理論及實際應用

2、意義。本文通過三點彎曲斷裂試驗獲得了錨固前后砂巖的斷裂參數(shù)，基于凈應力強度因子理論探討了錨桿增韌機理，并利用數(shù)字散斑方法分析了裂紋尖端上部區(qū)域變形場演化規(guī)律，基于裂紋擴展特性揭示了錨固止裂機理，取得了如下成果：
　　（1）選取帶有起裂條件的雙K斷裂準則，確定其起裂及失穩(wěn)條件下的臨界荷載、有效裂縫長度、斷裂韌度等參數(shù)的計算方法，并將雙K準則引入到錨固巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評判中，開展了錨固巖石三點彎曲斷裂試驗研究。（2）計算并分析了錨固砂巖

3、斷裂力學參數(shù)特性，對于無錨試件，隨跨距的增大，起裂、失穩(wěn)斷裂韌度呈減小趨勢，試件高度固定時，起裂、失穩(wěn)斷裂韌度為常數(shù)，隨試件高度增大，起裂、失穩(wěn)斷裂韌度呈先減后增趨勢；對于錨固試件，錨桿材料種類對起裂及失穩(wěn)斷裂參數(shù)影響較小，隨預緊力增大、錨固位置下移，起裂及失穩(wěn)斷裂韌度相應提高。（3）通過開口位移曲線及變形場演化分析了裂紋擴展規(guī)律，砂巖裂紋擴展過程分為起裂前的線彈性階段、起裂后的裂紋穩(wěn)態(tài)擴展階段、峰值后的失穩(wěn)擴展階段以及殘余破壞階段；無