在边坡和隧道工程施工中常遇到层状岩体,随层面倾角变化,岩体往往处于压、拉、剪多种应力综合作用之下,由于抗拉强度相比于抗压和抗剪强度更小,受拉状态岩体更易破坏,故加强对层状岩体受拉破坏机理的研究意义重大。本文依托贵州某紫袍玉矿山开采研究项目,对层状板岩开展巴西劈裂试验,研究不同θ(层面法向与加载方向夹角)下的抗拉强度、变形特性和破坏模式,进而借助颗粒流软件PFC探究裂纹扩展顺序和能量演化规律,最后分析层状岩体巷道破坏,得到如下成果:(1)定向分布的刚性颗粒弱化了黏土矿物颗粒之间的连接,造成宏观上层理面粘结强度降低。板岩抗拉强度和圆盘中心处横向变形随θ增大非线性减小,在0°≤θ<30°内减小最快,30°≤θ<45°内减小速率逐渐放缓,45°≤θ≤90°内变化很小,各个角度下圆盘中心横向变形均大于纵向变形,且随θ的增大先增大后减小,然后再增大。(2)板岩破坏模式可分为四种类型:θ=0°时为基质拉伸型破坏;θ为15°和30°时为基质拉剪型破坏;θ为45°、60°、75°时为层理拉剪型破坏;θ=90°时为层理拉伸破坏。(3)颗粒流模拟结果显示层面的存在改变了启裂点位置和裂纹扩展方向,当45°≤θ≤90°时,启裂点位置基本在圆盘中心,然后沿层面向两端扩展。0°<θ<45°时,裂纹在距加载点最近的层面附近萌生,后层面阻挡了裂纹沿原方向扩展,微裂纹在层面无序生成并连通,然后穿越层面继续延伸。θ=0°时,层面对裂纹的延伸有阻挡作用,但并不改变其扩展方向。不同θ角下的四类裂纹数量反映了板岩在层面和基质处发生张拉和剪切破坏的类型,进而可推断其破坏机制。(4)根据能量的传递规律可以确定裂纹萌生位置,裂纹的产生是导致能量耗散的重要原因。随θ的增大,吸收总能量、弹性应变能和耗散能均逐渐降低,0°<θ<45°时的耗散能占比约比45°≤θ≤90°时大10%。(5)相邻的强力链之间存在沿巷道径向分布张拉力链,造成围岩局部受拉,岩体较低的抗拉强度使围岩首先在张拉应力区域发生破坏。不同层面角度下,巷道的破坏模式不同,应采取不同的支护方案。