天然微裂隙對白云巖力學性質(zhì)影響的試驗研究

1、天然微裂隙對白云巖力學性質(zhì)影響的試驗研究趙葉江，陳旭（貴招有色地質(zhì)工程勘察公司，洗州tftbl 550000）痛要：為嬌咒天水彼技障對白云宕力學姓及的彩響規(guī)律.文章餉會實拜工程項何對其宕息遷行牯芯取杵，得劉原救試 件：afflt描鈕cad掃描it化;去對餓以昧遙行烷計分析，根據(jù)微以昧密度將所耳乂試jf分為4紐，徉到總體楸以感密度為 0.00150.042«n/條.通過單軸從摘試檢以及sem也攜掃描訊驗等研咒fft以說肘白云者燃現(xiàn)姑構(gòu)及力學性質(zhì)的影響.關筷詞：夭白云宕：fex£»度：力孕特性：技歡障密度中圖分類號：tu45文獻標志碼：a文章編號：2096-2789

2、（ 202x ） 24-0233-03做裂隙是巖石材料較為顯著的力學特征之一.主要 包括原生裂隙.構(gòu)造裂隙和次生裂隙.其成因主要是成 巖過程中形成的爰隙或空洞.構(gòu)造作用和卸荷行為以及 人為取樣行為。因此，在巖石材料中由t存在微裂rih 它會逐漸開展，對力石材料的力學性質(zhì)有成要影崛，現(xiàn) 階段，國內(nèi)外學者時巖石材料微袈險的研尤成果均說明 裂隙對巖石材料的力孚性質(zhì)影響i清楚顯：員然發(fā)現(xiàn)r 一定的規(guī)律，怛是還不夠全面.特別是微裂隙對白云巖 的力學性質(zhì)彩響研究方面。白云巖分布十分廣泛因而 研究微裂障對其力學性質(zhì)的影響規(guī)律十分必要：案丁此， 文章在己有研究的根底上，從天然德裂隙密按及微裂隙 傾角對白云巖力

3、學性質(zhì)影響的角煩出發(fā)，探究天然微裂 隙對白云巖力學性質(zhì)影響的變化規(guī)律.i 單軸壓縮試駿方案1.1試檢樣品與剖備此次試驗的樣及取自貴州貴陽某隧道程的白云 巖.對所取試樣進行sem也統(tǒng)掃描街其上要的徽觀結(jié)構(gòu). 如圖1所示。隙（長度為10100mm.寬度為0.0】imm）進行描繪. 得到試件的微筏縫分布如圖2 <a）所示.（2>將滴好的 素描圖導入cad軟件.即將素描好的會以分布圖拓卬 到白紙上，再把白抵上的翌隙分布圖掃描導入cad軟 件，通過cad軟件對忒件微裂噥的索描圖進行計說分析， 可得到微裂隙的數(shù)珀、長度以及微裂隙相對試件軸向的<a>垛物的微聚即（b） gidh

4、71;的微聚座圖2白云者天然微裂探的量化過程山統(tǒng)計分析徇到代表性試樣天然微裂隙密度ka的 分布區(qū)間結(jié)果如圖3所示.由統(tǒng)計結(jié)果可知.所取巖 樣的微裂隙密度在0.00150.042mw條.其平均值為 0.024mm'條.（8）根狀和秀狀絡的（1>）臺階結(jié)構(gòu)8j1白云巖試樣的微觀結(jié)構(gòu)由圖1可知，試樣的徽觀結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為券狀、根 狀和臺階狀三種結(jié)構(gòu)類型“從外觀上看.霧狀和臺階狀 的天然微裂隙較少而根狀結(jié)構(gòu)的試樣天然微裂隙較多. 可見夫然裂隙主要產(chǎn)生于根狀結(jié)構(gòu)，1.2天然fft54隙的璃定及黃化為確定白云巖天然金條!隙的裂阻長度力學試驗中白 云巖內(nèi)部微裂隙對白云巖強度特性、變形特性及破壞模

5、 式的紗響.采用以下方法對試件的微裂味（包括微裂障 數(shù)缺.做裂隙長度以及微裂隙相對試件軸向的傾角進 行統(tǒng)計，具體圻驟如下：（1）用察描紙對自云宕試件 的微裂險進行素描.在光線充足的條件下，借助光學放 大恍先用記號筆對巖石試件表而所能觀察到的空米級裂00s-0 <mi 003-j 002g 001000r -0(m2kpois作者簡介：趙葉江.m.京什.商級工程師.研亢方向為巖 土工任勘富.水x.地質(zhì)、工住地質(zhì),環(huán)境地探.ooh.- 0510152025宕石試樣編弓ffi3巖石試樣的做裂隙密度分布弛h?13米石迷樣分組由微裂隙統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析訶知，按照微裂隙密度將巖 石試樣分為4組，按微裂k!

6、傾角將巖石試樣分為s投， 具體分組情況如友i、表2所示。序號微莪rhfmt/ 條)隊祥版號10-0.010sys 15. 222sy19、 14、 3. 16. k 73sy-io. ik 】8, 20. 13. 6、2140. cos-0.015sy-23. 17, ?. 2. 5. l 8表i巖石試樣按微裂隙密度分蛆情況i20iooso604020序/試杵編9i0sy-3、h、23. 9215sy-2. 4. 7, 18. 203505y-u 6. 10. 21. 22415sy-5. & 13、 1?560*12、)6. 19表2巖石試樣按微裂隙幼制分蛆情況一 sy-9 s-r.

7、 s>-?500 1000 1300 2000 2500 3000,dma100020003000心血成殳廉(a>o.ooo- o.oian.條214316 74000120906030 尸 m3!（b>技裂除偌度0.010 - 0.0201/條 sy-io s ii sy-is -sy-20 sy-13 sy# sy-2110002000(c> 依祕*密度 0. 020 - 0.035m 條- sy-d -sy.|7 y sy-i2 -$y-2- sy-5 t- sy-4- ”遍0100020003000mo403000（d> 心岫 i）. 035 j aotw

8、 條圖4不同微燹隙密度下的位力成變關系曲線2 試驗結(jié)果抗壓強度和彈性模揪作為巖石材料成要的力學,變 形爹故.任描述巖石力學特性以及工程應用中有假設十分 阪要的作用。2.1緞綻隙對應力戍變關系的影響山壓璃試臉結(jié)果得到各個巖石試樣應力應變關系曲 線,如圖4所示。由圖4可知，該巖石試樣的應力應變關系曲線為第 1類曲技,14巖石試樣在不同微裂隙密度下.應力隨應 孫;不斷增加而增大；f了裂隙密度的不斷培每個巖石試樣的單軸抗床強檢在降低.可以右出.微裂 隙密度足影峋巖石單軸抗壓強度的爪要因素之一.由圖 4 <a）可知，布臺階狀、霧狀以及根狀三棉主要的微現(xiàn) 結(jié)構(gòu)中.臺階結(jié)構(gòu)的力孚性質(zhì)最好.根狀結(jié)構(gòu)的力

9、學性 質(zhì)最差；徵裂k密展越大，巖石試樣的根狀微觀站構(gòu)分 布越密集,對力學性質(zhì)的影響越大即隨微裂隙密度搟 大,巖石的抗壓強度大幅度降低.2.2緞轂豚時單軸技壓強度的影響根據(jù)試驗數(shù)推及計算徊到抗壓強度勺微表隙密度、 微裂燎攸角關系變化規(guī)律如圖5、圖6所示.由圖5可知. 在微裂隙密度為00.010mm/條.0.0100.020mm，條、 0.020 o.o35mm/ 條以及 0.035 0.045mm/ 條，巖石 試樣的抗壓強度隨微我k（密度的增大而減小，且變化幅 度較為明顯.由圖6可知，在微我隙*度相同的情況下， 微裂隙傾角的變化對多裂勰巖石材村的強度影響規(guī)律較 為顯著.即抗壓強度隨微裂隙傾角的增

10、大皇先檢小后增 大的變化規(guī)律?？傮w而言.單軸壓縮試臉條件下含微 裂原巖石忒杵的抗壓極限強理隨微裂隙傾佑的增大呈逐 漸增大的變化趨必。23紙裂晾時彈姓模量的影響彈性模量是巖石材料變形規(guī)律研咒的氓要參數(shù). 根據(jù)試驗數(shù)據(jù)及計算得到巖石試樣的彈性模啾陽微裂 隙密度變化關系曲線切圖7所示。由圖7可如，在微 裂 br 密度為 0 o.oiomnv 條、0.010 0.020mm/ 條、 0.020o.o35mm/條以及條.巖石試樣 的彈性模量隨微莪隙密度的增大而誠小.且變化幅度較 為明顯。3 結(jié)論（i）在單軸壓編試驗中，h云巖的應力應變關系,|£-0£: (zz) £

11、3; 'owz ,卅右匆名不油舞廿孑iv . r *技¥歲* 杵¥，作吾* = .喬4【。丑*舌+?的業(yè) *£嫌(£wksi：(6d9i owbwwm巡吒wa%*野v不字x折ui行書紫我xh4外-wx (3.6h)z'e4>*#烏單樣弗中宵叫嚀不h :年罪z宇新淤 殳利尸辨汕炊理q"。4力為穿也#謂k為第邛萬k i:避耳條辱。長別糊上曜 瀏。井w印而有y -zfiftih號訓風y的般軍由*海推聽0 米宰.叩)風yi用亦與平野 由列帝筋44晉'四理決攵功尋穴每但唇里杏寒"必斑 丫網(wǎng)嫁/酣否誑小珊."

12、;丫網(wǎng)那可否供顯剎而右洗我 吾'土右凹一飯風多刈女珈尊*宋以q)m那&*軒 田耳件處l!3e豺觀流土咨界缶工臆舌4去畛qcoz里舉再 s傍更(塹91z密新：t)性壬國密方曲請戲與冶邛梃zeb(*.沖)/$00 too £00 wo 100000,901-10! = <1)8661 w*irrb$0殳第 0審甲 事彳van寺研濃豹市文事.會at*to '易半,tot 8 wz-0£z ： (is) 0£' 110l尚*，丁 "擊 v 望 $ tp腳& 綁徭毋*務明簾孫t*取?i祕 即耳麝，出'睥 uto

13、c-661 ：(£)£liool再由去¥w沖堆符.】鄰黃由初¥伊中 尊諾步名¥林沖串合'費培4去¥；* '多寫本9 rn i 以 i: (6) lz 9xjt .華干 客 r j mh稟!在?is*狗西羽*»寸£4寸軒* 蕓辛* '4韋去以分 999£-l99£：(idl£'(h0l由卒干爭耕疝祐片歹簾*相有車.游習輯* .金*由咨擊& '宇甲冒r £z-6i ： (7)9661 gw*»t r專馭科*g,與犯洛的審j

14、r¥ .職*他*¥£8£zi-0£zl:ofhoz '以占將h?r擊女第c 獨談10啊方恣那諾甥*h玄凈* ,*低*砂秘5% 2 ts9a9w7 ：(1$律廣6107'辮者1>丁兮4望* r的辨由切的舟 歸科等。斧也力杯抑弟物.太¥勤酣>5ht '興¥ i:挪耳朱等引同獨抽用一琪紋片四辯1#的制，(祁堂13階算 翌祛硯3旬甘h 旭策的增叫落二ij特男必琨褪制 、而躡琨筱登£必排血學切茶華程輩點本($)'判劾唉系再 胡帝汨般聘市仞我凈11昭¥腳功胡繆)留洛! 掉倒

15、¥歷年第沮曲乃孤w布玉融出牯抻煎阪段羽取少 帛粹出蚪削祕硯、矛果謁珍制咨甥殊泗淅溜("峋察呢森h(huán)祖 旅'普曲業(yè)田"網(wǎng)律特屋仙聊濯液爬尊可 '丫尚當wn¥：&鎏31姑'ybim年咧諭茲回的(£)。皆血從西刊啪不孤癸uoiow ooio o泠 新費蒯參中耳。故地¥地的所原劍參概劇町再智利眼隙 加邨31杵 fddllw 98時*方粉叫鼬電代0£新1 9£0s¥bh)芬加限寄3?聘由仞帛？閂(z),佛甜段物亟硯排計印溫豐制益倒帝聊茉1 ¥帝1川gowmmu ocoooiooi/9»»w /010 0 0000w箸陽根抑覲檢0白新秘3i¥仰5南9 00