裂缝长度和角度对红砂岩半圆试件断裂特性的影响

来源：黄金科学技术杂志2025年第3期北京时间：

作者：周科平, 吴家有, 周诗彤, 杨春, 李杰林, 高峰

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 湖南工程职业技术学院工程管理学院，湖南 长沙 410151, 广西华锡集团股份有限公司，广西 柳州 545006

摘要：为了研究裂缝长度和角度对红砂岩Ⅰ型和Ⅰ/Ⅱ型断裂特性的影响，对含有3种角度和3种长度预制裂缝的半圆红砂岩试样组进行静态三点弯曲试验，分析裂缝角度和长度对红砂岩试样Ⅰ型和Ⅰ/Ⅱ型断裂韧度和裂纹路径等断裂特性的影响规律。试验结果表明：红砂岩试样在Ⅰ型和Ⅰ/Ⅱ型断裂时均表现出脆性破坏特征；红砂岩纯Ⅰ型断裂韧度KⅠC =7.179 MPa·mm1/2；在Ⅰ/Ⅱ型复合断裂中，裂缝长度较小时，红砂岩复合型等效断裂韧度随裂缝角度的增加而减小，当裂缝长度增加至一定值时，复合型等效断裂韧度随裂缝角度的增加呈现出先减后增的变化趋势，并不是简单的随裂缝角度增加而减小的变化规律。

关键词：裂缝长度,裂缝角度,断裂韧度,断裂能,破坏模式,半圆弯曲试验

基金资助：国家自然科学基金项目“矿废二元散体介质的微波响应时空协同机制”(52204167),长沙市自然科学基金项目“介电改性混凝土微波诱导跨尺度致裂机理”(kq2502056),长沙市自然科学基金项目“采动影响下地下巷道岩体结构面智能识别及扩展机制研究”(kq2402209),金属矿山安全技术国家重点实验室（长沙矿山研究院有限责任公司）开放基金资助课题“微波照射诱导岩体损伤与机械联合破岩实验研究”(kfkt2023-04)