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摘要
地下层状岩体存在节理、断层等结构面，层状岩体是许多基础设施和地下工程的载体，层状岩体具有明显的各向异性。为探明具有不同结构面倾角岩石的力学性质和破裂模式对水利裂缝扩展的影响，人工制作不同角度结构面的岩石模型，并开展单轴压缩试验和FLAC3D数值模拟对岩样进行破裂模式和力学参数各向异性分析。结果表明当结构面倾角为0°时，试样发生劈裂破坏，宏观破裂面沿着结构面，结构面主导岩石的破坏模式;倾角为15°、30°和45°时，试样由劈裂张拉破坏逐渐转换为剪切破坏，宏观破坏面主要沿节理面发生，节理主导岩石破坏的作用开始逐渐削弱。倾角60°、75°和90°时，裂缝会穿过结构面，宏观破裂面不沿着节理层面。相同角度的饱水模型的单轴抗压强度明显降低，随着节理面倾角的减小，岩石单轴抗压强度出现先减小再增大的现象，图像趋势为“勺”形。研究结果可为矿区水力裂缝扩展趋势、岩层失稳破坏风险评估提供参考。
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单位中国地质调查局水文地质环境地质调查中心; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室; 中国矿业大学（北京）
