地下坑道の掘削および荷重解除過程において、節理岩体の力学特性と亀裂拡展挙動は工事の安全性および安定性に極めて重要である。本研究では、四川カルラ水力発電所地下工場の節理砂質板岩を対象に、完全節理および非貫通節理砂質板岩の三軸荷重および荷重解除試験を実施し、荷重および荷重解除の経路下における砂質板岩の力学的および変形特性を解析した。さらに、異なる強度基準による砂質板岩の加荷・荷重解除力学特性の適用性を検討し、破壊力学を用いて亀裂拡展メカニズムを探求した。結果は、初期側圧の増加に伴い、異なる応力経路下での試料のピーク応力およびピークひずみが増加する傾向を示した。三軸荷重試験と比較して、荷重解除経路および節理は試料の耐荷能力を低下させ、軸圧を解除した場合および側圧を解除した場合の完全試料の粘着力はそれぞれ4.1％増加および30.4％減少し、内部摩擦角はそれぞれ3.5％および7.3％増加した。節理試料は完全試料に比べて粘着力がそれぞれ32.9％および53％低下し、内部摩擦角はそれぞれ2.2％および10％低下した。Mohr-CoulombおよびDrucker-Prager強度基準と比較して、Mogi-Coulomb強度基準は砂質板岩の荷重および荷重解除過程における破壊強度特性をよりよく表現できる。同一経路下では、理論的な亀裂開始角度は側圧の増加に伴い増加し、二重節理試料は完全試料より大きかった。異なる経路下での試料の理論的な亀裂開始角度はおおよそ55°～60°に集中した。

荷重解除岩体力学;非貫通節理;砂質板岩;破壊力学;亀裂拡展