岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2013年
7期
1482-1490
,共9页
余华中%阮怀宁%褚卫江
餘華中%阮懷寧%褚衛江
여화중%원부저%저위강
岩石力学%岩石节理%直剪试验%颗粒流程序%簇单元模型%接触力%微裂纹%破坏机制
巖石力學%巖石節理%直剪試驗%顆粒流程序%簇單元模型%接觸力%微裂紋%破壞機製
암석역학%암석절리%직전시험%과립류정서%족단원모형%접촉력%미렬문%파배궤제
rock mechanics%rock joint%direct shear test%particle flow code(PFC)%clumped-particle model(CPM)%contact force%microcracks%failure mechanism
利用颗粒流程序生成岩石节理直剪试验数值模型,进行不同法向应力作用下节理直剪试验的颗粒流数值模拟,研究节理的宏细观剪切力学行为,以及不同法向应力作用下微裂纹的发育及演化规律。结果表明:模型试件在直接剪切过程中表现出类似于真实节理的宏观力学行为,试件的抗剪强度和剪切峰值剪胀角对法向应力的依存关系体现出与 JRC-JCS 模型预测结果良好的一致性;模型试件主要在节理面两侧的微凸体附近产生接触压力集中现象。法向应力越大,接触压力集中区越多,集中程度越高;随法向应力不断增大,试件内微裂纹的发育速度逐步提高,剪切裂纹发育数目在微裂纹总数中所占的比例逐步增大,但仍远少于张性裂纹;节理面上接触压力的分布特征与模型试件内微裂纹的发育规律一致;节理在外荷载作用下的剪切破坏是节理面上微裂纹汇集贯通的结果,“压致拉”效应在此过程中起主导作用。
利用顆粒流程序生成巖石節理直剪試驗數值模型,進行不同法嚮應力作用下節理直剪試驗的顆粒流數值模擬,研究節理的宏細觀剪切力學行為,以及不同法嚮應力作用下微裂紋的髮育及縯化規律。結果錶明:模型試件在直接剪切過程中錶現齣類似于真實節理的宏觀力學行為,試件的抗剪彊度和剪切峰值剪脹角對法嚮應力的依存關繫體現齣與 JRC-JCS 模型預測結果良好的一緻性;模型試件主要在節理麵兩側的微凸體附近產生接觸壓力集中現象。法嚮應力越大,接觸壓力集中區越多,集中程度越高;隨法嚮應力不斷增大,試件內微裂紋的髮育速度逐步提高,剪切裂紋髮育數目在微裂紋總數中所佔的比例逐步增大,但仍遠少于張性裂紋;節理麵上接觸壓力的分佈特徵與模型試件內微裂紋的髮育規律一緻;節理在外荷載作用下的剪切破壞是節理麵上微裂紋彙集貫通的結果,“壓緻拉”效應在此過程中起主導作用。
이용과립류정서생성암석절리직전시험수치모형,진행불동법향응력작용하절리직전시험적과립류수치모의,연구절리적굉세관전절역학행위,이급불동법향응력작용하미렬문적발육급연화규률。결과표명:모형시건재직접전절과정중표현출유사우진실절리적굉관역학행위,시건적항전강도화전절봉치전창각대법향응력적의존관계체현출여 JRC-JCS 모형예측결과량호적일치성;모형시건주요재절리면량측적미철체부근산생접촉압력집중현상。법향응력월대,접촉압력집중구월다,집중정도월고;수법향응력불단증대,시건내미렬문적발육속도축보제고,전절렬문발육수목재미렬문총수중소점적비례축보증대,단잉원소우장성렬문;절리면상접촉압력적분포특정여모형시건내미렬문적발육규률일치;절리재외하재작용하적전절파배시절리면상미렬문회집관통적결과,“압치랍”효응재차과정중기주도작용。