拉-压应力状态下脆性岩石强度及破坏机制颗粒流模拟

• 作者: 岑夺丰 李悦 黄达
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 拉-压强度 破坏机制 损伤演化 颗粒流
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 岩土力学
• 页码范围: 677-684
• 页数: 8页
• 分类号: TU443
• 语种: 中文
• DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-339

摘要

高地应力区地下岩体工程开挖常形成围岩拉-压应力状态,发生岩体张性破坏灾害.本文针对传统PFC平行黏结模型不能模拟脆性岩石高单轴压缩与拉伸强度比的问题,建立双抗拉强度参数的平行黏结强度准则,开展岩石拉-压数值模拟试验,得到了与物理试验接近的拉-压强度,实现了岩石高压拉强度比的模拟,并深入分析了破坏机制.研究结果表明随着围压的增加,破裂面倾角逐渐增大,由拉伸破裂转化为拉-剪破裂,发现了拉-压应力状态下破裂面处的雁行裂纹.根据细观颗粒位移场揭示了破裂面力学性质,随着围压的增加(破裂面倾角逐渐增大),破裂面张性逐渐减弱而剪性增强.可将拉-压应力状态下岩石损伤演化过程大致分为弹性变形阶段、稳定破裂发展阶段、不稳定破裂发展阶段和整体破裂阶段(峰后应力跌落及残余阶段).围压较大时弹性变形和稳定破裂发展阶段相对较短,不稳定破裂发展阶段相对较长较剧烈,峰后残余阶段破裂面摩擦更强、应力波动较大.