基本介紹
- 中文名：卸荷節理
- 外文名：unloaded joint
- 別名：減壓節理、釋重節理
- 定義：由卸荷作用等作用形成的節理
概念,特點,研究與運用,
概念
卸荷節理是指岩石、特別是岩漿岩形成於深部高壓環境，當上覆岩石剝去後，壓力減小，高壓環境下形成的岩石膨脹產生層裂，發生卸荷作用。例如河谷深切於基岩或人工採石，都可產生卸荷作用，形成的裂隙，其常常平行自由面方向。
特點
卸荷節理又稱為減壓節理、釋重節理，是由岩石卸荷形成，常為人工活動（如岩層開挖）造成。高地應力區河谷斜坡，常有卸荷裂隙發育帶。
卸荷節理有時是沿著較陡的河岸發育，這是河流侵蝕切割而使岩體發生側向應力釋放的結果，這種節理往往沿河谷走向發育，多為張性寬裂隙，充填有泥質等雜物，對邊坡的穩定極為不利。在人工開挖時，有時也可以看見因開挖而發育的小型卸荷裂隙，它們也可以引起岩體的局部失穩。
河流侵蝕切割的卸荷作用，會引起河谷臨空面附近岩體回彈變形、應力重分布，而形成近平行臨空面的張性卸荷節理。通常在谷底以下可發育一組與基岩表面近於平行的水平板狀裂隙，一般開口良好，甚至造成空洞，有的被水流進一步沖蝕擴大，形成河谷下的強透水帶。谷坡一帶由於側向臨空，卸荷裂隙的形成更加多樣化，這種卸荷裂隙的存在，是斜坡穩定性的不利因素。
卸荷節理是常見的非構造節理，地殼中岩石受上覆岩體的重力作用或構造力的作用，處於強烈的壓縮狀態，一旦出露地表或坑道的邊壁，由於失去負荷，岩石就會沿負荷失去或減小的方向產生伸張而造成相應的張節理。它們在坑道和溝谷的邊坡上，常平行於坑道壁或邊坡。在平坦的地面上形成平行地面的平緩節理，在採石場中出露相對較好，隨著深度的下移，節理變稀而逐漸消失。研究卸荷節理在工程建築上有較大的實際意義，如平行岸邊的卸荷節理常影響邊坡的穩定。
研究與運用
⑴岩體在卸荷作用下力學參數會發生劣化，導致承載力大幅減小。基於卸荷岩體力學理論，預製不同節理的砂岩岩樣，在不同圍壓和卸荷量的條件下，對岩體的波速、應力應變特徵、彈性模量、泊松比等參數進行試驗測定。結果表明，節理岩體的波速與卸荷量關係呈階段性變化。隨著卸荷量的增加，波速衰減率明顯增大；卸荷量越大，節理岩體的壓密過程就越長；在卸荷量為0%和60%時，一定節理傾角的岩體，圍壓為5 MPa和10 MPa的彈性模量變化規律極為相似，並且彈性模量差值在10%以內，而圍壓為0 MPa和5 MPa的彈性模量相差在30%以上；在卸荷量和圍壓（都不為0）一定時，岩體的彈性模量與節理傾角呈類似正弦函式的變化規律；節理岩體的泊松比與卸荷量之間滿足y=a+b（xc-1）關係。
⑵節理岩體在載入與卸荷條件下，力學特性顯著不同，現階段對於節理岩體卸荷條件下的損傷特性研究較少，且未考慮不同卸荷程度對節理岩體力學特性的影響，基於此，本文開展含不同傾角預製節理岩體在不同程度卸荷損傷後重複載入試驗，綜合分析卸荷程度、節理傾角及圍壓對岩體變形特性的影響規律。研究結果表明:①岩樣的峰值強度隨著卸荷量的增加有不同程度的降低，卸荷程度較低時，對岩樣極限強度影響較小，隨著卸荷量逐漸增大，岩樣極限強度降低程度增大。②圍壓較低時，岩樣脆性跌落特徵明顯，隨著圍壓的增高，岩樣破壞後達到殘餘強度的變形開始增加，不同卸荷量造成的差異開始逐漸減小。③節理及卸荷量對岩樣泊松比均有較大影響，節理岩樣泊松比大於完整岩樣，節理傾角為45°時，岩樣泊松比最大；岩樣泊松比隨卸荷程度增加而增大，卸荷程度越高，泊松比增大速度越快。④節理岩體彈性模量與載入圍壓的大小、節理傾角以及卸荷損傷程度均有關係。隨著圍壓的升高，岩樣彈性模量逐漸增大，其增長速度隨圍壓增大而逐漸降低；卸荷程度越高，岩樣彈性模量降低程度越大，對於含不同傾角節理的岩體，影響程度又不一樣，其中含45°，60°傾角節理所受影響最大。
