片岩强度各向异性特征及破坏模式分析

为研究片岩的各向异性特征，采用室内三轴压缩试验，获取α=0°、α=45°、α=90° 3种片理倾角试样的应力-应变曲线及强度和变形数据。进一步构建7组片理倾角下的标准圆柱体模型，以室内试验获取的数据为依据，反演材料介质力学参数，利用FLAC3D模拟、探讨了不同片理倾角的片岩破坏模式及抗压强度的片理倾角效应和围压效应。结果表明，三轴压缩条件下，片岩的破坏模式主要分为斜切片理剪切破坏和顺片理剪切滑移破坏，对应的变形破坏的控制结构亦不同。相同围压下，片岩抗压强度随片理倾角呈非对称的"U"字型变化，抗压强度最大值始终位于α=90°，最小值分布在α=45°或α=60°处。围压增大时，对顺片理倾角破坏的片岩强度的增强效应趋于弱化。此外，分析了各向异性岩石抗压强度最大值分布位置的影响因素，发现岩石均匀性程度对各向异性岩石的抗压强度最大值的分布有重要影响，均匀性较差时，最大值位于α=90°；反之，最大值出现于α=0°。