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由于构造应力场的长期作用,岩石不是均质的,而是由许多节理、裂纹、断层、滑动面等构成的非均质各向异性结构体。根据国内外的研究并结合工程实践可知,含裂纹岩体的失稳和破坏都是通过岩体内部裂纹的张开、扩展而产生的贯通滑移面所引起的。因此通过在类岩石材料试样中预制原始裂纹进行相似模型试验研究有重要的工程指导意义。很多学者对含两根不同空间分布裂纹试样的研究做了很多工作,但并未考虑裂纹张开度对裂纹起裂、扩展、贯通以及岩体破坏的影响。本文为了探究裂纹张开度对裂纹起裂应力、起裂模式、扩展路径、贯通模式以及岩体强度和应力应变的影响,主要做了以下工作并取得了相应成果:①结合实验目的及实验条件,进行了实验方案的设计。确定试样尺寸并制作模具,设置了三种原始裂纹张开度,分别为0.5mm、1mm、2mm,同时设置五种不同的裂纹空间分布。利用HG100K高速动态分析系统对试样加载过程进行图像采集,并记录了裂纹起裂、扩展、贯通的整个过程。利用CMT5504电子万能试验机对试样进行单轴压缩,通过微机系统获得了相应的试验数据。②新生裂纹类型主要有翼形裂纹、次生共面裂纹和次生倾斜裂纹三种。裂纹张开度对裂纹起裂模式的影响表现为:随着裂纹张开度的增大,其新生裂纹类型增多,新生裂纹的数量也随之增加。裂纹张开度不变时,裂纹倾角对裂纹起裂模式的影响表现为:随着裂纹倾角的增大,其新生裂纹类型增多。③裂纹张开度对裂纹贯通模式的影响主要有三种情况:随着裂纹张开度的增大,1)试样的破坏逐渐由单纯的剪切破坏转变为由张拉破坏面和剪切破坏面贯通所致的破坏;2)试样的破坏逐渐由翼形裂纹和次生倾斜裂纹贯通破坏转变为翼形裂纹和次生共面裂纹贯通破坏;3)而在翼形裂纹相互搭接贯通的张拉破坏模式下,裂纹张开度对其几乎没有影响。裂纹张开度相同时,裂纹倾角对裂纹贯通模式的影响表现为:试样的破坏逐渐由翼形裂纹和次生倾斜裂纹贯通破坏转变为剪切破坏。④裂纹张开度对试样力学特性有较明显影响,即随着张开度的增加:试样的峰值强度逐渐减小;试样的起裂应力逐渐增大,试样在峰值强度后更容易起裂;试样的极限应变逐渐减小。同时,裂纹张开度越大,试样应力-应变曲线中,峰值强度后试样的应力减小得越快,残余变形量也越小。