岩石巴西劈裂强度与裂纹扩展颗粒尺寸效应研究

• 作者: 周小平 杨圣奇 赵坚 鞠杨 黄彦华
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 巴西试验 中心直切槽圆盘 颗粒尺寸效应 颗粒流
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 地质工程·土木工程
• 页码范围: 1272-1281
• 页数: 10页
• 分类号: TU45
• 字数: 6928字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2016.04.025

摘要

基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中细观力场、微裂纹以及能量演化规律.研究结果表明:切槽圆盘试样荷载-位移曲线可分为单峰值(type Ⅰ)、峰值之后软化(type Ⅱ)以及峰值之后强化(type Ⅲ)3种;切槽圆盘试样拉伸强度显著比完整圆盘的低,降幅与切槽倾角和颗粒半径相关;当切槽倾角不变时,拉伸强度总体上随着颗粒半径的增大而增大;而当颗粒半径不变时,拉伸强度随着切槽倾角的增大而减小;当切槽倾角相同时,不同颗粒半径中心直切槽圆盘试样破裂模式显著不同,颗粒尺寸主要影响中心直切槽圆盘试样次生裂纹的萌生和扩展;边界对试样作的功首先用于克服颗粒间黏结以产生裂纹,裂纹在应变能的作用不断扩展,在裂纹产生之后,摩擦能才开始起作用;颗粒的运动程度很低,因此动能很小;边界能与抗拉强度总体上呈正比关系,即边界能越大,拉伸强度越大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周小平	重庆大学土木工程学院	72	1329	19.0	34.0
2	鞠杨	中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室	50	2139	19.0	46.0
3	杨圣奇	中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室	54	901	19.0	28.0
7	黄彦华	中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室	17	282	10.0	16.0