岩石剪切破坏裂纹演化特征量化分析程立朝1，2，许江1，冯丹1，田傲雪1，刘义鑫1(1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400044；2.河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454000)摘要：为深入研究岩石破坏过程表面裂纹演化规律，探讨表面裂纹与内部破裂之间的内在联系，对砂岩剪切过程中表面裂纹演化特征进行量化，分析砂岩剪切破坏表面裂纹演化模式，建立表面裂纹量化参数与应力状态和声发射特征之间的关系，并探讨含水状态对岩石剪切破坏表面裂纹量化参数的影响。研究结果表明：砂岩在剪切过程中伴随着表面雁行裂纹的形成与贯通，雁行裂纹宏观形态出现于破坏前的极短时间内，随后岩石发生剪切贯通；最大AE事件率总是出现在剪应力急剧下降来临之前极短时间内，且出现在表面裂纹非稳定快速扩展之前；饱水系数影响了表面裂纹出现的时间和相对于峰值剪应力的位置，随着饱水系数的增加，砂岩表面裂纹出现时间变早，最大瞬时贯通速度呈依次递减规律，贯通时间变长，表面裂纹快速扩展滞后时间呈明显增加趋势。关键词：岩石力学；剪切破坏；表面裂纹；裂纹扩展；量化参数中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2015)01–0031–09QUANTITATIVEANALYSISONDEVELOPMENTOFSURFACECRACKSOFROCKSUPONSHEARFAILURECHENGLichao1，2，XUJiang1，FENGDan1，TIANAoxue1，LIUYixin1(1.StateKeyLaboratoryforCoalMineDisasterDynamicsandControl，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2.SchoolofEnergyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo，Henan454000，China)Abstract：Inordertoinvestigatethedevelopmentofsurfacecracksandtheintrinsiclinkbetweenthesurfacecracksandtheinternalruptureintheprocessofrockfailure，thedevelopmentalcharacteristicsofsurfacecracksofrockduringshearfailurewerequantitativelyanalyzedandrelationshipsamongtheparametersdescribingthesurfacecracks，thestressstateandtheacousticemissioncharacteristicswereestablished.Meanwhile，effectsofwatercontentontheparametersdescribingsurfacecracksuponshearfailurewereinvestigated.Theresultsrevealedthattheecheloncracksaccompaniedwiththeformationandtransfixionofsurfacecracksduringshearingprocessandappearedforaveryshortperiodjustbeforerockfailure，thenshearcrackspenetratedthroughcompletely.ThemaximumrateofAEeventappearedalwaysforaveryshortperiodbeforethesharpdropofshearstress，andbeforetheoccurrenceofthenon-stablestateofrapidpropagationofsurfacecracks.Thecoefficientofsaturationwasfoundtoaffectthetimeandthepositionofoccurrenceofsurfacecracksrelativetothepeakshearstress.Asthecoefficientofsaturationincreased，thesurfacecracksoccurredearlier，themaximuminstantaneoustransfixionvelocitydecreased，thetransfixiontimewaslongerandthetimedelayoftherapidpropagation收稿日期：2014–01–17；修回日期：2014–03–22基金项目：国家自然科学基金青年基金项目(51304255)；邯郸市科学技术研究与发展计划项目(1323103077–5)；国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB201203)作者简介：程立朝(1976–)，男，2007年毕业于河南理工大学采矿工程专业，现为博士研究生、讲师，主要从事岩石力学与工程方面的教学与研究工作。E-mail：chlch_001@aliyunDOI：10.13722/jki.jrme.2015.01.004•32•岩石力学与工程学报2015年系，表面裂纹演化与岩石破坏阶段之间的关系等方面的研究较为缺乏。由于表面裂纹扩展与岩石破坏过程密切相关，对表面裂纹演化过程进行量化分析，将有助于进一步揭示岩石剪切破坏机制。因此，本文对砂岩剪切过程中表面裂纹演化特征进行量化，分析砂岩剪切破坏表面裂纹演化模式，表面裂纹量化参数与应力状态和声发射特征之间的关系，并探讨含水状态对岩石剪切破坏表面裂纹量化参数的影响。引言1剪切破坏是岩体失稳破坏的主要方式。剪切破坏过程伴随着岩体内部和外部裂纹的形成和贯通，...