巴东组典型红层软岩单轴压缩试验细观组构特征

• 作者: 姜亦男 曹童童 杨凯 汤东桑 王鑫 肖尊群 董琼英 邓震
• 来源期刊: 煤田地质与勘探
• 学科: 工学
• 关键词: 巴东组 粉砂质泥岩 泥质粉砂岩 离散元 黏结强度 配位数
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 水文地质 工程地质 环境地质
• 页码范围: 103-114
• 页数: 12页
• 分类号: TU4
• 字数: 6596字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.06.017

摘要

红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩是巴东组特殊性岩土的代表,具有遇水易崩解特性.根据岩样单轴压缩试验,基于PFC2D程序,建立中硬岩、软岩单轴压缩试验数值模型;模型选用平行黏结颗粒接触模型.根据应力–应变曲线特征,采用分段定量参数标定法对软岩试样的细观参数进行标定;且通过调整法向和切向黏结强度比值-σc/-tc,控制试样单轴压缩破坏模式;分别对不同风化程度的粉砂质泥岩和泥质粉砂岩在饱和、天然状态下单轴压缩试验过程进行模拟;并分析了试验过程中颗粒法向接触力、切向接触力、配位数、孔隙度等细观组构参数的分布特征和演化规律.研究结果表明:该数值方法能够很好地模拟中硬岩、软岩的单轴压缩试验过程,除中风化粉砂质泥岩外,风化程度和浸水条件仅能影响试样颗粒接触力在统计角度范围的大小,不能影响其分布形式;同时,风化程度和浸水条件延长了配位数显著下降的加载时间,配位数随裂缝数量的增加而减小;浸水条件和风化程度对泥质粉砂岩的孔隙度演化影响较大;风化程度对粉砂质泥岩孔隙度演化影响较大,而浸水条件影响较小.