采用顆粒流軟件PFC（particle flow code）對(duì)非貫通節(jié)理巖體加卸荷條件下破壞特性進(jìn)行研究。對(duì)砂巖材料進(jìn)行室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn),獲取該巖樣的抗壓強(qiáng)度、彈性模量等宏觀特征。采用PFC顆粒流軟件中的平行黏結(jié)模型,構(gòu)建完整試樣,利用DFN（discrete fracture network）創(chuàng)建非貫通節(jié)理,并采用更符合實(shí)際工程的應(yīng)力/時(shí)步加卸壓方式對(duì)非貫通節(jié)理模型開展三軸壓縮與非線性加軸壓卸圍壓數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明:在三軸壓縮模擬中,峰值應(yīng)力下降主要是因?yàn)閹r橋內(nèi)剪切裂紋增多,巖橋上方先出現(xiàn)裂紋的延伸,隨后引發(fā)巖橋的貫通;在非線性加軸壓卸圍壓模擬中,當(dāng)軸向應(yīng)力達(dá)到峰值后,巖橋破壞緩慢,且拉伸裂紋與剪切裂紋分布較均勻,巖橋貫通后,裂紋向模型上部進(jìn)行擴(kuò)展,最終破壞形式為非貫通節(jié)理上下兩部分的滑移變形,且節(jié)理的破壞程度遠(yuǎn)大于三軸壓縮的破壞程度。在卸荷過程中,節(jié)理兩側(cè)剪應(yīng)力最大,巖橋中心次之,節(jié)理面的剪應(yīng)力最小。 

【文章來源】：中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,51(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

單軸壓縮模擬結(jié)果

室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)為后續(xù)數(shù)值模擬奠定基礎(chǔ)，為細(xì)觀角度下分析非貫通節(jié)理巖體在加卸荷條件下的破壞特性提供條件。選取3組具有代表性的巖體試樣A1,A2和A3，其破壞形式如圖1所示。從圖1可見：破壞形式為標(biāo)準(zhǔn)的劈裂破壞。試驗(yàn)測(cè)得所用砂巖平均單軸抗壓強(qiáng)度為50.34 MPa，試驗(yàn)破壞后峰后強(qiáng)度并不明顯。2 數(shù)值模擬分析

以室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果為參考，利用離散元軟件PFC中平行黏結(jié)模型設(shè)計(jì)與巖體宏觀特征一致的數(shù)值模型，通過多次匹配，確定的最優(yōu)細(xì)觀力學(xué)參數(shù)組合如表1所示，應(yīng)力-應(yīng)變對(duì)比曲線如圖2所示。模型共含3 996個(gè)顆粒，最小顆粒半徑為0.45 mm，最大顆粒與最小顆粒的粒徑比為1.66。單軸壓縮模擬結(jié)果如圖3所示，其中，紅色裂紋代表剪切裂紋，藍(lán)色裂紋代表拉伸裂紋，模擬顯示峰值強(qiáng)度為49.81 MPa，彈性模量和泊松比等與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果基本相同，因此，按照表2中細(xì)觀參數(shù)匹配的模型可以用來模擬真實(shí)砂巖試樣。圖3 單軸壓縮模擬結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3067477