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自然界中的岩石存在着各种尺度和形状的缺陷(如微裂隙、微孔洞等),在外力作用下,岩石内部的微裂隙将发生起裂、扩展、贯通直至破坏,引发边坡滑坡、隧道塌方、采场冒顶等工程事故,造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响。因此,研究岩石裂隙演化及其破坏特征对预防和控制工程岩体结构的稳定性具有十分重要的意义。本文结合国家自然科学基金项目(51974163),根据相似理论,采用细沙、白水泥和水按一定比例制作含十字交叉裂隙的类岩石试样,利用RMT-150B岩石力学试验机对其进行单轴压缩试验,基于室内试验测试结果,建立了含预制十字交叉裂隙岩石试样的PFC数值模拟模型,分析含十字交叉裂隙试样的裂纹起裂、扩展和贯通的演化规律、失稳破坏机理和声发射特征。主要研究成果与结论如下:(1)利用RMT-150B岩石力学试验机,对含十字交叉裂隙类岩石试件进行单轴压缩试验,得到了裂隙倾角、裂隙长度与峰值强度之间的变化关系。研究结果表明:峰值强度随裂隙倾角的增大呈现先增加后减小变化趋势,且在裂隙倾角为45°时,试样峰值强度达到最大值;峰值强度随主次裂隙长度的减小而增大。(2)采用高速摄像机和声发射设备记录了含十字交叉裂隙类岩石试样在加载过程中的裂隙演化规律和声发射特征参数。研究分析表明:当裂隙倾角小于45°时,含十字交叉裂隙类岩石试件大部分是沿次裂隙扩展的对角剪切破坏;当裂隙倾角大于45°时,含十字交叉裂隙类岩石试件的扩展主要取决于次裂隙与主裂隙的长度,当主裂隙长度大于次裂隙长度时,试件大部分是沿主裂隙扩展的对角剪切破坏(裂隙倾角为0°除外),当主裂隙长度小于次裂隙长度时,试件全部是沿次裂隙扩展的对角剪切破坏,当主裂隙长度等于次裂隙长度时,裂隙倾角为0°和30°时,试件是沿次裂隙扩展的对角剪切破坏,裂隙倾角为45°和60°时,试样是沿主裂隙扩展的对角剪切破坏。(3)基于室内岩石力学试验测试结果,建立了含预制十字交叉裂隙岩石试样的PFC数值模拟模型,分析含十字交叉裂隙试样的裂纹起裂、扩展和贯通的演化规律及其失稳破坏机理。研究结果表明:裂隙倾角为0°时,微裂纹是从十字交叉裂隙的主次裂隙尖端同时起裂;裂隙倾角为30°时,微裂纹是从十字交叉裂隙的主裂隙尖端萌生的,裂隙倾角为45°和60°时,微裂纹是从十字交叉裂隙的次裂隙尖端萌生裂纹。微裂纹数量随应变增加经历了静止期、增加缓慢期、中期增加期和最活跃期4个阶段,且后一阶段增长率总是高于前一阶段;裂隙倾角为0°、30°、45°和60°时试样的破坏模式均为对角剪切破坏。