不同粗糙度下锚固节理破坏机理宏细观研究

• 作者: 孙昭晖 张永政 王刚 赵云鹏 赵志鹏 马明
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 粗糙度 离散元 剪切实验 接触力 细观裂纹 接触方位角 颗粒旋转角度
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 地质工程? 土木工程
• 页码范围: 3373-3383
• 页数: 11页
• 分类号: TU458
• 字数: 4863字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.12.031

摘要

为了研究不同粗糙度下锚固节理岩体的破坏特征和锚固机理,利用二维颗粒流程序PFC2D生成6种不同粗糙度的锚固节理面,并对这6种粗糙度的锚固节理模型在5种法向荷载下进行剪切实验,探讨JRC值和颗粒摩擦因数对锚固节理抗剪强度的影响.并从宏细观角度分析不同节理粗糙度的形貌破坏和裂纹扩展演化特征.研究结果表明:当剪切试验中节理面的微凸体没有发生太大的破坏时,锚固体系的峰值剪切强度随粗糙度的增加而不断变大,但是当微凸体剪断破坏后峰值抗剪强度会有小幅的衰减,同时随着节理面摩擦因数的增加,锚固体系的峰值剪切强度也相应变大,并呈现很好的线性关系;细观裂纹开始主要在节理面的微凸体处产生,随后在锚杆周围快速大量产生,并且逐步扩展到模型的内部,产生的裂纹以张拉裂纹为主;锚固节理上的颗粒间接触力的数量和方位角的分布区域随剪切过程的进行逐渐衰减,并且接触方位角逐渐向剪切荷载施加的方向发生偏转.