十字交叉裂隙擴展機理試驗與數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2021-04-24 17:58
巖石內(nèi)部微裂隙的起裂貫通破壞易引發(fā)邊坡滑坡、隧道塌方和采場冒頂?shù)裙こ淌鹿?造成巨大的經(jīng)濟損失和惡劣的社會影響。為了探究裂隙巖石中裂隙演化規(guī)律及破壞機理,根據(jù)相似理論,采用細沙、白水泥和水按一定比例制作含十字交叉裂隙的類巖石試樣,利用RMT-150B巖石力學試驗機對其進行單軸壓縮試驗,并基于室內(nèi)試驗測試結(jié)果,建立了含預制十字交叉裂隙巖石試樣的PFC數(shù)值模擬模型,分析含十字交叉裂隙試樣的裂紋起裂、擴展和貫通的演化規(guī)律及其失穩(wěn)破壞機理。研究結(jié)果表明:含十字交叉裂隙試樣的峰值強度和彈性模量低于完整試樣;數(shù)值模擬結(jié)果的峰值強度、彈性模量、起裂應力和裂隙傾角的變化關(guān)系與室內(nèi)試驗測試結(jié)果的變化關(guān)系基本吻合,即隨著裂隙傾角的增大呈現(xiàn)先增大后減小的倒"V"形變化趨勢;裂隙傾角為0°時微裂紋起裂于主次裂隙尖端,裂隙傾角為30°時裂紋起裂于主裂隙尖端,裂隙傾角為45°和60°時裂紋起裂于次裂隙尖端;微裂紋數(shù)量隨應變增加經(jīng)歷了靜止期、增加緩慢期、中期增加期和最活躍期4個階段,且后一階段增長率總是高于前一階段;裂隙傾角為0°、30°、45°和60°時試樣的破壞模式均為對角剪切破壞。
【文章來源】:黃金科學技術(shù). 2020,28(04)CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【文章目錄】:
1 試驗概況和數(shù)值模擬
1.1 試樣材料及尺寸選擇
1.2 試驗設備及加載條件
1.3 PFC2D數(shù)值模型和微觀參數(shù)
2 試驗結(jié)果分析
2.1 應力—應變曲線分析
2.2 變形特征分析
2.3 裂紋起裂應力分析
3 裂紋演化分析
4 討論
5 結(jié)論
【參考文獻】:
期刊論文
[1]單軸壓縮條件下平行雙裂隙演化機理的顆粒流分析[J]. 李勇,蔡衛(wèi)兵,朱維申,董振興,張強勇. 中南大學學報(自然科學版). 2019(12)
[2]基于聲學測試和攝像技術(shù)的單裂隙巖石裂紋擴展特征研究[J]. 張國凱,李海波,王明洋,李曉鋒. 巖土力學. 2019(S1)
[3]加載速率影響的含裂隙類巖石材料破斷試驗與數(shù)值模擬[J]. 羅可,招國棟,曾佳君,張栩栩,蒲成志. 巖石力學與工程學報. 2018(08)
[4]含兩條節(jié)理巖樣壓縮破壞行為的顆粒流模擬[J]. 范祥,謝永利,來弘鵬,陶建軍. 地下空間與工程學報. 2018(02)
[5]不同圍壓下共面雙裂隙脆性砂巖裂紋演化特性顆粒流模擬研究[J]. 田文嶺,楊圣奇,黃彥華. 采礦與安全工程學報. 2017(06)
[6]含兩組疊置X型裂隙類巖石材料單軸拉伸破壞特征[J]. 張波,楊學英,李術(shù)才,郭帥,唐鵬越,李海燕,楊磊,孫懷鳳,王書剛. 煤炭學報. 2017(08)
[7]斷續(xù)三裂隙砂巖單軸壓縮裂紋擴展特征顆粒流分析[J]. 黃彥華,楊圣奇. 應用基礎與工程科學學報. 2016(06)
[8]斷續(xù)裂隙類巖石材料三軸壓縮力學特性試驗研究[J]. 黃彥華,楊圣奇,鞠楊,周小平,高峰. 巖土工程學報. 2016(07)
[9]含交叉多裂隙類巖石材料單軸壓縮力學性能研究[J]. 張波,李術(shù)才,楊學英,張敦福,王琦,蔡偉,楊春曉,鄧振全. 巖石力學與工程學報. 2015(09)
[10]高溫后非共面雙裂隙紅砂巖力學特性試驗研究[J]. 楊圣奇,黃彥華,溫森. 巖石力學與工程學報. 2015(03)
本文編號:3157809
【文章來源】:黃金科學技術(shù). 2020,28(04)CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【文章目錄】:
1 試驗概況和數(shù)值模擬
1.1 試樣材料及尺寸選擇
1.2 試驗設備及加載條件
1.3 PFC2D數(shù)值模型和微觀參數(shù)
2 試驗結(jié)果分析
2.1 應力—應變曲線分析
2.2 變形特征分析
2.3 裂紋起裂應力分析
3 裂紋演化分析
4 討論
5 結(jié)論
【參考文獻】:
期刊論文
[1]單軸壓縮條件下平行雙裂隙演化機理的顆粒流分析[J]. 李勇,蔡衛(wèi)兵,朱維申,董振興,張強勇. 中南大學學報(自然科學版). 2019(12)
[2]基于聲學測試和攝像技術(shù)的單裂隙巖石裂紋擴展特征研究[J]. 張國凱,李海波,王明洋,李曉鋒. 巖土力學. 2019(S1)
[3]加載速率影響的含裂隙類巖石材料破斷試驗與數(shù)值模擬[J]. 羅可,招國棟,曾佳君,張栩栩,蒲成志. 巖石力學與工程學報. 2018(08)
[4]含兩條節(jié)理巖樣壓縮破壞行為的顆粒流模擬[J]. 范祥,謝永利,來弘鵬,陶建軍. 地下空間與工程學報. 2018(02)
[5]不同圍壓下共面雙裂隙脆性砂巖裂紋演化特性顆粒流模擬研究[J]. 田文嶺,楊圣奇,黃彥華. 采礦與安全工程學報. 2017(06)
[6]含兩組疊置X型裂隙類巖石材料單軸拉伸破壞特征[J]. 張波,楊學英,李術(shù)才,郭帥,唐鵬越,李海燕,楊磊,孫懷鳳,王書剛. 煤炭學報. 2017(08)
[7]斷續(xù)三裂隙砂巖單軸壓縮裂紋擴展特征顆粒流分析[J]. 黃彥華,楊圣奇. 應用基礎與工程科學學報. 2016(06)
[8]斷續(xù)裂隙類巖石材料三軸壓縮力學特性試驗研究[J]. 黃彥華,楊圣奇,鞠楊,周小平,高峰. 巖土工程學報. 2016(07)
[9]含交叉多裂隙類巖石材料單軸壓縮力學性能研究[J]. 張波,李術(shù)才,楊學英,張敦福,王琦,蔡偉,楊春曉,鄧振全. 巖石力學與工程學報. 2015(09)
[10]高溫后非共面雙裂隙紅砂巖力學特性試驗研究[J]. 楊圣奇,黃彥華,溫森. 巖石力學與工程學報. 2015(03)
本文編號:3157809
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