含裂隙巖石單軸壓縮下力學性能及能量演化機制研究

王二博，王志豐,2，王亞瓊,2

（1.長安大學公路學院, 陜西 西安 710064；2.長安大學陜西省公路橋梁與隧道重點實驗室, 陜西 西安 710064）

巖體是一種復雜的非均質性天然地質體，在漫長的地質作用下，其內部分布了大量的裂隙、節理以及斷層等軟弱結構面，軟弱結構的存在使得裂隙巖體更易發生圍巖破裂失穩等地質災害，從而造成巨大的經濟損失和惡劣的社會影響[1-2]。例如，交通、水利隧道以及礦山巷道等工程施工過程中，圍巖發生失穩破壞的本質誘因是巖體內的節理、裂隙等軟弱結構面在外界開挖擾動下發生擴展和貫通，從而導致巖體力學強度顯著降低，并發生宏觀失穩破壞[3-4]。因此，通過預制不同裂隙傾角的巖石，以模擬巖體內節理、裂隙等軟弱結構面，開展裂隙巖石在加載過程中的裂紋萌生-擴展-貫通的演化規律以及巖石的宏觀力學破壞特征研究，對進一步厘清工程巖體發生失穩破壞的致災機制、指導地下工程安全建設具有十分重要的工程意義。

近年來，國內外許多學者針對不同裂隙傾角對巖石力學性質的影響開展了大量的室內試驗和數值模擬研究，取得了許多成果。易婷等[5]對含有裂隙的巖石開展了單軸壓縮試驗研究，分析了裂隙傾角對巖石強度以及變形破壞的影響。朱澤奇等[6]運用FLAC 數值分析軟件，對三峽地區的花崗巖的破壞過程進行了模擬研究，探討了其在破壞過程中出現的應力集中現象。張仕林等[7]通過ANSYS 軟件研究了裂隙對紅砂巖內裂紋擴展的影響，得出了裂隙試樣的力學性質隨裂隙張開度的增加呈下降趨勢的結論。唐春安等[8]運用RFPA 巖石破裂分析軟件，對內部含有裂隙的巖石開展了模擬研究，分析了巖石內部微裂紋擴展和應力場的演化特征。上述針對含裂隙巖石力學性能的研究取得了極大的進展，然而，巖石的破壞過程本質上是在外部能量驅動作用下，巖石內部微裂紋逐漸萌生、擴展并相互貫通，最終導致巖石發生宏觀破壞。近年來，一些學者嘗試從能量轉換、結構劣化的角度揭示巖體破壞的本質。對于硬巖在破壞過程中的能量演化機制，眾多學者進行了一系列研究。謝和平等[9-10]探討了巖石在破壞過程中的能量耗散和釋放對巖石強度和破壞模式的影響。武晉文等[11]研究了預制裂隙花崗巖的熱破裂演化特征，通過高能量、低能量釋放率的聲發射，揭示了花崗巖發生失穩破壞的特征。孫友杰等[12]對預制裂隙巖石試樣開展了單軸壓縮試驗研究，分析了裂隙試樣在受壓發生破壞失穩過程中的能量轉化關系。上述研究成果對厘清不同裂隙傾角硬巖在受壓失穩破壞過程中的能量演化機制發揮了重要的推動作用。

針對含裂隙傾角的巖石的力學性質和能量演化特征，國內外學者已做了相關研究，并取得了豐富的成果。然而，關于裂隙傾角對巖石力學性能、裂紋擴展演化、能量轉化以及細觀變形破壞特征的影響的報道并不多見。因此，本研究基于顆粒流離散元軟件，對不同裂隙傾角的花崗巖開展單軸壓縮力學試驗模擬，探討裂隙傾角對巖石力學性質、裂紋擴展以及細觀變形破壞的影響規律，分析不同裂隙傾角花崗巖試樣在單軸壓縮破壞過程中的能量演化特征。研究結果將對地下工程開挖、支護具有重要的現實意義。

1 含裂隙巖石的數值模型構建

1.1 離散元數值計算模型及方案

近年來，數值計算分析方法在巖石工程領域的應用廣泛，借助模擬軟件，可以從細觀尺度模擬巖石內裂紋的演化過程。顆粒流離散元法可再現顆粒間的相互作用以及微觀裂紋的演化特征。為了研究裂隙傾角對巖石力學性能和裂紋擴展的影響，基于顆粒流軟件（particle flow code，PFC），構建了裂隙巖石數值計算模型，如圖1 所示。數值模型的尺寸（長×寬）為100 mm×50 mm，其中：b為裂隙的長度，θ 為裂隙的傾斜角度。

圖1 裂隙巖石試樣數值計算模型Fig.1 Numerical model for rock samples with crack

1.2 含裂隙巖石細觀參數標定

為了較好地模擬巖石材料的力學性能，PFC 提供了兩種黏結模型：接觸黏結模型和平行黏結模型，其中，平行黏結模型更適合巖石內部膠結材料的模擬[13]。采用離散元模擬計算時，不能直接使用巖石的宏觀物理力學參數，需要通過反復調整顆粒的平行黏結有效模量、剛度比、線性接觸有效模量、正向和切向黏結強度等細觀參數來反映巖石的力學特性。耿萍等[14]通過大量的數值試驗研究，得到了巖土體的宏觀力學強度與細觀參數的關系。本研究采用其參數標定方法，利用花崗巖的宏觀力學參數（見表1），獲取數值計算的細觀力學參數（見表2），室內試驗和數值計算結果如圖2 所示。由圖2 可知，花崗巖完整試樣室內試驗[15]得到的單軸抗壓強度為155.1 MPa，彈性模量為37.63 GPa，數值計算得到的單軸抗壓強度為148.6 MPa，彈性模量為37.41 GPa。由此可見，通過參數標定模擬的應力-應變曲線與室內試驗結果十分接近。

表1 巖石的宏觀力學參數Table 1 Macromechanical parameters of rocks

表2 巖石的細觀參數Table 2 Mesoscopic parameters of rocks

圖2 花崗巖試樣室內試驗[15]與PFC 數值試驗結果對比Fig.2 Comparison of the laboratory test[15] and PFC numerical test results of granite samples

2 單軸壓縮下含裂隙巖石的力學性能演化特征

2.1 單軸壓縮下裂隙巖石的抗壓強度

2.1.1 裂隙巖石的應力-應變關系

根據裂隙巖石單軸壓縮數值試驗結果，如圖3所示，分析不同裂隙傾角下裂隙巖石的應力-應變演化特征，以揭示裂隙傾角對巖石力學性能的影響規律。

圖3 不同裂隙傾角巖石試樣的應力-應變關系Fig.3 Stress-strain relationship of rock samples with different crack inclination angles

從圖3 可以明顯看出，不同裂隙傾角花崗巖試樣在單軸壓縮下的力學破壞均經歷了壓密、彈性、屈服、破壞4 個階段。由應力-應變曲線可知，巖石內裂隙傾角越小，巖石所經歷的壓密階段越長。大量研究表明，花崗巖為硬脆巖，在受壓過程中其應力-應變曲線具有顯著的峰前線彈性特征，即應力-應變曲線呈現出較為明顯的線性上升階段。裂隙傾角對花崗巖試樣峰前線彈性特征的影響主要表現為對線性階段的彈性模量和屈服破壞階段的峰值應力強度的影響，如圖3 所示。當裂隙傾角較小時，峰值應力和彈性模量較大；反之，則較小。當裂隙傾角為45°時，巖樣的峰值強度下降得較為明顯，說明該裂隙傾角下巖樣內的損傷較為嚴重，裂隙兩端導致新生裂紋的快速萌生和擴展。當裂隙傾角為75°時，應力-應變曲線在峰前階段出現明顯的應變硬化屈服現象，峰后應力迅速下降，此時巖石的力學強度急劇弱化，表現為明顯的脆性破壞特征。

2.1.2 裂隙傾角對巖石抗壓強度和彈性模量的影響

為了分析裂隙傾角對巖石力學性能的影響，基于數值計算得到的裂隙巖石強度以及郭奇峰等[16-17]通過室內試驗得到的裂隙巖石強度隨裂隙傾角的變化規律，如圖4 所示，通過數值計算得到裂隙巖石的彈性模量隨裂隙傾角的變化規律，如圖5 所示。

圖4 抗壓強度與裂隙角度關系曲線Fig.4 Relationship curve between compressive strength and crack inclination angle

圖5 彈性模量與裂隙角度關系曲線Fig.5 Relationship curve between elastic modulus and crack inclination angle

由圖4 可知，裂隙巖石的抗壓強度隨裂隙傾角的增加呈先減小后增大的變化趨勢。當裂隙傾角由0°逐漸增加到60°時，裂隙巖石的強度呈現出線性減弱的趨勢；當裂隙傾角由60°增加至75°時，巖石的力學性能表現出增強的趨勢。并且，當裂隙傾角由30°增大至60°時，裂隙巖石強度的變化幅度較大，與完整巖石相比，強度下降39.4%～59.6%。將本數值計算結果與文獻[16-17]進行對比可知，通過室內試驗得到的裂隙巖石強度隨裂隙傾角的變化規律與數值計算結果一致，即裂隙巖石強度隨裂隙傾角的增加呈現出“V”形變化趨勢，當裂隙傾角繼續增大時，巖石強度的降低幅度有所減緩。這說明當裂隙傾角在一定范圍內時，其對巖石的力學性能產生顯著影響，且在該范圍內，隨著裂隙傾角的增加，巖石力學強度的下降趨勢越來越顯著；當裂隙傾角超出該范圍時，裂隙結構對巖石力學性能的影響程度逐漸弱化。

由圖5 可知，隨著裂隙傾角的逐漸增大，裂隙巖石的彈性模量呈“V”形變化趨勢，即隨著裂隙傾角的增大，巖石彈性模量先減小后增大。裂隙傾角45°為彈性模量變化的轉折點：當傾角從0°增加到45°時，彈性模量逐漸減??；傾角從45°增加到75°時，彈性模量逐漸增大。盡管裂隙巖石的彈性模量隨著裂隙傾角的變化呈現“V”形變化趨勢，但是變化幅度相對較小。與完整巖石相比，彈性模量的變化范圍在1.06%～4.31%之間。由此可見，巖石內單一裂隙結構的存在對巖石的壓密階段和線彈性階段的影響較弱。

2.2 單軸壓縮下含裂隙巖石的破壞特征及裂紋演化規律

2.2.1 含裂隙巖石的力學破壞特征

(1) 基于離散元模擬的裂隙巖石破壞特征

為了研究裂隙傾角對巖石破壞特征的影響，對上述具有不同裂隙傾角的巖石開展單軸壓縮數值試驗，裂隙巖石在單軸壓縮條件下的宏觀力學破壞特征如圖6 所示。

圖6 不同裂隙傾角巖樣的典型破壞特征Fig.6 Typical failure characteristics of rock samples with different crack inclination angles

由圖6 可知，在單軸壓縮條件下，裂隙傾角對巖石試樣的力學破壞特征產生顯著的影響，在軸向荷載作用下巖石內不同裂隙傾角產生的破壞模式不同。從圖6 可以看出裂隙巖石的破壞模式主要分為3 類。

第1 類：當裂隙傾角為0°時，巖樣內的新生裂紋沿著裂隙兩端萌生，并沿外荷載方向逐漸擴展并形成貫通裂紋，致使巖樣發生剪切破壞，且破碎程度較高。

第2 類：當巖石內的裂隙傾角為15°和30°時，試樣首先在裂隙端部的軟弱部位產生微裂隙，在外部荷載作用下微裂隙沿著破裂面發展并貫通，形成2 條宏觀破裂帶，導致裂隙試樣發生宏觀豎向劈裂破壞。

第3 類：當傾角裂隙為45°、60°和75°時，裂隙巖石的破壞形式主要為“Y”形共軛張拉剪切混合破壞，巖石試樣內的新生裂紋在裂隙端部迅速萌生、擴展并形成宏觀破裂面，在剪切裂紋周圍伴隨出現一定區域的張性裂紋破裂帶，并且在裂隙試樣端部左側，巖樣的破碎程度較高。

(2) 基于離散元模擬的裂隙巖石破壞與室內試驗得到的裂隙巖石破壞特征對比

為了驗證本數值計算方法的合理性，運用顆粒流離散元軟件構建了與文獻[18]相同的含裂隙巖石試樣模型，數值計算和室內試驗得到的裂隙巖石的破壞特征如圖7 所示。

圖7 數值計算和室內試驗[18]得到的裂隙巖石破壞特征對比Fig.7 Comparison of fracture characteristics between numerical calculation and laboratory tests[18]

從圖7 可以看出：當θ=0°時，翼形裂紋主要沿著裂隙兩端萌生，并沿軸向應力加載方向逐漸擴展并形成貫通裂紋；當θ=30°時，裂紋沿著裂隙兩端萌生，并逐漸向外擴展延伸，形成宏觀拉伸裂紋，并在主裂紋右下端的薄弱處，裂紋產生二次萌生發展；當θ=45°時，巖石內的主裂縫沿著裂隙兩端向兩邊延伸擴展并貫穿巖石底端，巖石內的主裂隙主要呈三角形；當θ=60°時，巖石內的剪切裂縫主要沿著裂隙左端和右端萌生，沿荷載加載方向逐漸發展貫通，并形成宏觀破裂面。對比數值計算和室內試驗[18]得到的裂隙巖石的破壞特征可知，兩者得到的裂隙巖石內的裂紋擴展貫通模式較吻合。數值計算的特點在于可以通過內置Fish 語言進行編程，能夠輕松地獲得巖石內部相關物理力學信息，還能從細觀角度揭示裂紋的擴展機理。因此，運用離散元顆粒流軟件可以有效地模擬裂隙巖石內裂隙的發展過程以及力學破壞特征。

2.2.2 含裂隙巖石的裂紋演化規律

巖石在經過漫長的地質構造作用后，將產生大量的節理裂隙等復雜地質結構，使得巖石的物理力學性質發生顯著的變化[19]。巖石內裂紋的擴展貫通主要分為以下3 個過程：(1) 應力加載初期階段，巖石內部無裂紋擴展，但是裂紋端部破壞區域擴大；(2) 在應力持續作用下，巖石內的裂紋迅速擴展延伸；(3) 裂紋持續擴展，并發展貫通，裂紋的發展過程如圖8 所示。

圖8 巖石內裂紋的擴展演化過程[19]Fig.8 Evolution process of crack propagation in rocks[19]

為了研究裂隙傾角對巖石內裂紋演化特征的影響規律，對具有不同裂隙傾角的巖石開展單軸壓縮數值試驗，裂隙巖石在單軸壓縮條件下的內部裂紋擴展演化特征如圖9 所示，其中σc為巖石的單軸抗壓強度。由圖9 可知，受巖石內裂隙傾角的影響，裂紋在巖石內的裂隙周圍逐漸萌生并發展貫通。在裂隙巖石內出現較為顯著的應力集中現象。當 θ ＜ 30°時，裂紋主要沿著裂隙左端和裂隙中心位置開始擴展，擴展貫通后的裂紋在巖石內部形成顯著的宏觀破裂帶，并且在宏觀破裂帶附近出現了裂紋匯聚現象，解釋了巖石在較小裂隙傾角的影響與內部應力的聯合作用下產生相對破碎的原因。當θ ≥ 30°時，裂紋由裂隙兩端開始萌生，并逐漸向巖石試樣兩端發展貫通。裂隙傾角越大，在裂隙周圍處產生的新生裂紋越多，其中主要以張拉裂紋為主。隨著軸向應力的持續作用，巖石內的宏觀裂紋將不再局限于裂隙周圍，更多地將在巖石內產生新的張拉裂紋和剪切裂紋，新生的拉剪裂紋將以“彌散”的方式充滿整個巖石表面，這也解釋了隨裂隙傾角的逐漸增加，裂隙巖石的強度不會持續降低，當裂隙傾角增加到一定值時，裂隙巖石的強度會逐漸增強。

圖9 裂隙巖石內微裂紋的演化特征Fig.9 Evolution characteristics of microcracks in fractured rocks

在單軸壓縮過程中巖石內部將會產生不同類型的微裂紋，為了分析裂隙傾角對巖石內微裂紋類型的影響規律，通過設置Fish 語言，統計出巖石內拉剪裂紋的演化特征，如圖10 所示，其中N為微裂紋數。

圖10 不同裂隙傾角巖石試樣的拉剪裂紋演化規律Fig.10 Evolution law of tensile and shear cracks in rock samples with different crack inclination angles

對比圖10 中巖石微裂紋的發展特征曲線可知：在加載初始階段，巖石內沒有微裂紋，隨著應力的逐漸增大，微裂紋首先以張拉裂紋的形式生成，隨后逐漸生成剪切裂紋，整個過程中以張拉裂紋為主，剪切裂紋的數量相對較少；在微裂紋穩定擴展階段，張拉裂紋數穩定增加，且增加速率遠大于剪切裂紋數。隨著裂隙傾角的增加，張拉裂紋出現的時間顯著縮短，裂紋總數也顯著增加，而剪切裂紋受傾角的影響較小，裂紋數量幾乎不受影響。當θ ＜15°時，張拉裂紋數和剪切裂紋數呈臺階式增長；當θ ＞15°時，張拉裂紋數和剪切裂紋數呈指數式增長，并且在巖石破裂階段，裂紋的增長速率最高。當巖石內的裂隙發展貫通后，其受力骨架并未全部破壞，仍具有一定的承載能力，試樣在遭受嚴重破壞后內部的巖石材料仍具有剪切作用，故巖石的破壞特征在宏觀上表現為張拉-剪切混合破壞。同時，裂隙巖石內的張拉裂紋數遠大于剪切裂紋數，且隨著裂隙傾角的增大，兩者的差距增大。綜合以上分析，裂隙傾角對裂隙巖石內新生裂紋的擴展、拉剪裂紋的增長速率以及裂紋數量均有較大影響。

3 單軸壓縮下含裂隙巖石的能量演化特征

3.1 能量計算

裂隙巖石在單軸壓縮下常伴隨著宏細觀裂紋的萌生、擴展以及貫通。在外部荷載加載過程中，巖石中積累的應變能逐漸釋放，相應的應力-應變曲線也會發生顯著變化。巖石在加載破壞過程中的彈性應變能Ue和耗散應變能Ud的關系[20]如圖11 所示。應力-應變曲線可以反映溶蝕巖石內的能量演化過程。

圖11 巖石壓縮過程中Ud 和Ue 的關系[20]Fig.11 Relationship between Ud and Ue during rock compression process[20]

根據熱力學第一定律，巖樣在加載過程中所做的功W轉化為巖石的應變能U

本研究主要針對單軸壓縮條件下不同傾角的裂隙巖石，因此，僅有豎向壓力對巖石做功，側向壓力σ2=σ3=0，則巖石內各應變能的表達式為

式中：μ為泊松比；ε1為軸向應變；Ei為巖石卸荷彈性模量，計算時可用初始彈性模量E0代替。

3.2 含裂隙巖石的能量演化特征

巖石的破壞過程是裂紋產生、擴展及貫通的過程，該過程伴隨著能量的積聚、耗散與釋放，是能量傳遞與轉化的過程[21-22]。不同裂隙傾角的巖石試樣在單軸壓縮下的能量演化特征如圖12 所示。

圖12 不同裂隙傾角巖石試樣的能量演化特征Fig.12 Energy evolution characteristics of rock samples with different crack inclination angles

由圖12 可知，不同傾角裂隙巖石的能量比曲線近似為S 形?；趲r樣破壞過程中的能量機制，可將具有不同傾角裂隙的巖石在單軸壓縮下的破壞過程分為以下5 個階段。

(1) 初始壓密階段：裂隙巖石在外部荷載的作用下，內部原始裂縫逐漸閉合，巖石結構吸收的能量一部分以彈性能Ue的形式存儲起來，一部分則以耗散能Ud的形式用于裂隙的閉合以及結構面的摩擦滑移。

(2) 彈性變形階段：原生裂隙在外部荷載作用下全部閉合，裂隙巖石可看作彈性壓密體，巖石從外界吸收的能量全部以彈性能Ue的形式存儲。

(3) 裂紋起裂階段：裂隙巖石內部微裂紋逐漸萌生，但裂紋的發展處于“平穩”狀態。此時，裂隙巖石從外界吸收的能量少部分用作內部微裂紋的萌生和發展，大部分仍以彈性能Ue的形式儲存。

(4) 裂紋損傷階段：此階段又稱巖石內裂紋擴展階段，此時，裂隙巖石內的微裂紋在外部荷載作用下開始擴展，并且向不同的方向延伸，能量消耗Ud顯著增加。

(5) 宏觀破裂階段：裂隙巖石內所積累的應變能瞬間釋放，使得裂隙巖石結構面產生宏觀裂紋，宏觀裂紋擴展貫通，形成宏觀的破裂結構面。

3.3 裂隙傾角對能量演化的影響

為了探究裂隙傾角對巖石能量演化特征的影響，分析了裂隙傾角對花崗巖試樣的總輸入能U、彈性應變能Ue、耗散能Ud的影響。不同裂隙傾角狀態下各試樣的能量演化特征如圖13 所示。

圖13 裂隙傾角對能量演化特征影響Fig.13 Effect of crack inclination angle on energy evolution characteristics

由圖13(a) 可知，不同裂隙傾角下巖石試樣的總輸入能隨軸向應變的增加整體呈階段性S 形增長趨勢，主要經歷3 個階段：先以上凹形加速增長，隨后以近似線性等速增長，最后則以下凹形減速增長。隨著裂隙傾角的增加，總輸入能的增長率逐漸減小，在相同的軸向應變下，巖石的總輸入能隨裂隙傾角的增大呈現先減小后增大的變化規律。如圖13(b) 所示，在初始壓密階段，不同裂隙傾角下各巖石試樣的彈性應變能沒有明顯差異。在彈性變形階段，不同裂隙傾角的巖石試樣的彈性應變能增長趨勢存在明顯差異，裂隙傾角越小，彈性應變能的增長速度越高。隨著裂隙傾角的增大，彈性應變能呈先降低后增長的變化趨勢。在破壞階段，含裂隙巖石試樣內儲存的彈性應變能快速釋放，裂隙傾角對彈性應變能的釋放速度具有顯著影響。當裂隙傾角為0°時，彈性應變能的釋放速率最大，曲線呈線性垂直下降趨勢；隨著裂隙傾角的增大，彈性應變能隨軸向應變的增加而垂直下降的趨勢有所緩和，整體呈緩慢下降趨勢。能量耗散是巖石變形破壞的基本特性，其過程是單向的、不可逆的。如圖13(c) 所示，在壓密和彈性階段，耗散能較小，且增長速率相對緩慢，裂隙傾角對耗散能的影響較弱。在塑性變形階段，隨著試樣內裂紋的萌生、擴展和相互貫通，耗散能迅速增大。由于裂隙的存在對巖樣內新生裂紋的起裂以及不穩定擴展有重要影響，因此，裂隙傾角對該階段巖樣耗散能的影響非常顯著。隨著裂隙傾角的不斷增大，花崗巖試樣內的耗散能先增大后減小。當試樣進入破壞階段時，試樣內的彈性應變能迅速釋放，耗散能急劇增加。

3.4 峰值應力處的能量演化特征

圖14 顯示了裂隙巖石試樣在峰值應力處的總能量U、彈性應變能Ue及耗散能Ud隨裂隙傾角的變化。

圖14 不同裂隙傾角巖石試樣在峰值應力處的能量演化特征Fig.14 Energy evolution characteristics of rock samples with different crack inclination angles at peak stress

裂隙巖石在受到外部荷載過程中，需要不斷從外界吸收能量，這些能量一部分儲存為彈性應變能，一部分則用于巖石內微裂紋擴展所需的耗散能。由圖14 可知，不同裂隙傾角巖石試樣在峰值應力處的總能量U、彈性應變能Ue以及耗散應變能Ud隨巖石內裂隙傾角的增加呈現先減小后增大的趨勢。當θ ＜60°時，裂隙巖石試樣在峰值應力處的各能量隨裂隙傾角的增加呈現下降趨勢，并且裂隙巖石試樣在峰值前的能量耗散現象較為緩和，峰值應力處的耗散能占比為29.26%～25.25%，均值為27.26%；當θ＞60°時，巖石試樣在峰值應力處的各能量呈上升趨勢，裂隙巖石試樣在峰值應力處的耗散能有所增強，能量占比為32.28%～33.04%，均值為32.66%。上述現象說明：裂隙傾角對巖石在受壓破壞時的儲能具有明顯的弱化作用，增強了其破壞過程中的能量耗散；當裂隙傾角較大時，裂隙巖石試樣在峰值前的損傷持續發展，削弱了其儲能能力，增強了其在峰值應力處的耗散能力。

4 結 論

(1) 裂隙巖石應力-應變曲線峰后均出現明顯的應力跌落現象，表現為明顯的脆性破壞特征。裂隙傾角對花崗巖試件產生不同程度的初始損傷，隨著裂隙傾角的增大，裂隙巖石的峰值強度和彈性模量呈先減小后增大的變化趨勢，且峰值強度受到的影響較顯著，彈性模量受到的影響較弱。

(2) 裂隙傾角對巖石的破壞模式產生顯著影響。當傾角為0°時，主要發生剪切破壞，且破碎程度較高；當傾角增加到30°時，主要發生豎向劈裂破壞，并且在主破裂面附近有較多的次生裂隙；當傾角增加至75°時，由豎向劈裂破壞轉變為豎向劈裂與剪切破壞的混合破壞。

(3) 裂隙傾角對巖石內新生裂紋擴展、裂紋類型以及裂紋增長速率具有顯著影響。隨著裂隙傾角的增大，拉剪裂紋數變化曲線由臺階式增長轉變為指數式增長；裂隙傾角越大，巖石內產生的新生裂紋越多，其中主要以張拉裂紋為主，微裂紋主要以“彌散”的方式充滿整個巖石。

(4) 含裂隙巖石試樣的能量演化趨勢大致相同?？傒斎肽芙洑v了上凹形增加、線性勻速增加和下凹形減速增加3 個階段。隨著裂隙傾角的增大，試樣的總輸入能和彈性應變能呈先減小后增大的變化趨勢。裂隙傾角越大，耗散能上升越快，但試樣破壞時的最終耗散能則越低。裂隙結構的存在對試樣受壓破壞時的儲能極限有明顯的弱化作用，削弱了巖石吸收和儲存彈性應變能的能力，增強了其在峰值應力處的耗散能力。