表面裂纹对大理岩破坏特性影响的研究

"该研究通过室内实验探讨了表面裂纹对大理岩破坏特性的影响，重点关注了不同角度的单预制和双预制表面裂纹在单轴和三轴压缩条件下的表现。实验结果显示，表面裂纹能诱导新裂纹的形成，但不显著影响整体强度。围压决定了破坏模式，单轴压缩常导致劈裂破坏，而三轴压缩则倾向于剪切破坏。此外，双预制表面裂纹对破裂断面的影响更为显著。这些发现对于理解和预警岩土工程中裂隙岩体的失稳和破坏具有重要意义。" 在岩石力学领域，大理岩作为常见的地质材料，其结构完整性受到表面裂纹的影响是至关重要的。本研究以大理岩为对象，采用室内试验方法，分析了不同倾斜角度（0°、30°、60°）的单预制表面裂纹以及45°倾角的双表面裂纹试件在单轴和三轴压缩状态下的行为。研究发现，表面裂纹的存在能够显著促进试件内部新裂纹的产生，但并未明显改变大理岩的整体强度指标，这表明裂纹主要影响的是破坏过程而非初始的强度特性。 进一步，研究揭示了围压对于试件破坏形态的决定性作用。在单轴压缩试验中，由于应力分布不均匀，试件通常经历劈裂破坏，即沿着原有的裂纹或应力集中区域发生断裂。相反，在三轴压缩条件下，由于周围压力的约束，试件更可能以剪切破坏的形式失效，这通常是由于多方向应力作用下产生了剪切应力导致的。 此外，对比单预制和双预制表面裂纹的影响，研究指出单个预制裂纹对最终破裂扩展路径的影响相对较小，它可能只起到局部引导裂纹的作用。然而，当存在两个预制表面裂纹时，它们可以相互作用，显著影响破裂断面的形成，这可能导致更复杂和不可预测的破坏模式。 这项研究的成果对于岩土工程实践具有指导价值，特别是在涉及裂隙岩体稳定性评估和灾害预警方面。通过对大理岩破坏特性的深入理解，工程师可以更好地预测和控制含有裂纹的岩体在受载荷时的行为，从而提高工程的安全性和可靠性。同时，这些发现也为未来针对其他裂隙岩体的类似研究提供了理论依据和实验方法。