法向应力对岩石剪切裂纹演化与贯通机理的影响

利用自主研发的煤岩剪切细观试验装置，以砂岩为研究对象，开展了不同法向应力条件下的岩石剪切细观开裂演化与贯通机理试验研究，分析了砂岩剪切细观开裂演化过程及细观贯通机理，探讨了法向应力对细观开裂和细观裂纹形态特征的影响。研究结果表明：随着法向应力的增加，峰后残余强度呈增加趋势，试件表面起裂裂纹的长度在减小，施加法向应力后裂纹开裂时间均发生在峰前阶段；中部裂纹形成和贯通过程中出现的岩桥，在摩擦滑移的过程中发生不断的偏转，导致脱落，形成局部剥离；端部贯通裂纹形成后，由于法向应力的限制及端部应力集中，出现端部次级裂纹，并与原有的贯通裂纹连通，形成分叉，引起端部局部剥离；法向应力的作用，使得贯通裂纹周边颗粒间产生许多微裂纹，加剧了剪切裂纹左右侧壁的损伤范围；随着法向应力的增大，砂岩剪切过程中出现的宏观间断裂纹的数目呈逐渐增加规律，间断裂纹的长度呈减小趋势，次级裂纹数目和裂纹发育带范围均呈增加趋势。