采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (4): 840-846.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0317

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基于3D打印的内置粗糙节理岩体力学特性研究

苏海健,郭庆振,靖洪文,胡成果   

  1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221116
  • 出版日期:2021-07-15 发布日期:2021-07-27
  • 作者简介:苏海健(1988— ),男,江苏省启东市人,博士,副研究员,硕士生导师,从事岩石力学与工程等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51704279,51734009);江苏省自然科学基金项目(BK20170270)

Mechanical properties of rock mass with built-in rough joints based on 3D printing

  • Online:2021-07-15 Published:2021-07-27

摘要:

为了研究地下工程隐伏粗糙节理围岩的稳定性特征,基于三维扫描获得了岩石的卸荷破裂面真实形态,进而分别通过3D打印技术和类岩石材料制备了充填型粗糙节理面和岩石基质,从而来浇筑含内置粗糙节理的岩体试样。通过常规三轴压缩试验,研究了粗糙度和围压对节理岩体强度、变形和破坏形态的影响规律。试验结果表明:随着节理面粗糙度的增大,岩体试样的三轴强度、弹性模量和割线模量总体均呈现逐渐增大的趋势,大粗糙度可以有效地减缓节理面两侧岩体的剪切滑移破坏;节理岩体的力学参数与围压整体呈正线性关系,且基本服从摩尔-库仑准则;低围压时粗糙度对节理岩体破坏形态的影响较为显著,随着围压的增大,岩体的主破裂形态逐渐由围压起控制作用。

关键词: 节理岩体, 3D打印, 粗糙度, 三轴压缩, 破坏形态

中图分类号: