基于CT扫描的花岗岩单轴压缩力学特性研究

• 作者: 谭文辉 王鹏飞 王建林 刘景军 马学文
• 来源期刊: 应用基础与工程科学学报
• 关键词: CT扫描图像 力学特性 损伤本构 单轴压缩 节理 三维重构 数值模拟
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 1489-1498
• 页数: 10页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2020.06.019

摘要

节理裂隙对岩石的力学特性具有重要影响.本文选取花岗岩试件作为研究对象,通过单轴压缩试验及CT扫描,研究了花岗岩试件中节理的发育扩展情况,并根据二值化处理后CT扫描图像的像素点统计量,确立了花岗岩试件的损伤变量D,推导了损伤本构方程,并将建立的损伤本构方程进行编程嵌入有限元软件;采用三维重构软件对加载前花岗岩岩芯扫描层图片进行了三维重构,提取了花岗岩试件内部的节理特征,用于数值模拟分析中节理的确定.采用数值模拟方法分别研究了不考虑节理与损伤本构、只考虑节理和只考虑损伤本构关系3种情况下,单轴压缩作用下岩芯的塑性区和应力-应变关系等力学特性.研究表明,后两种情况下得到的岩石单轴抗压强度接近,但只考虑损伤本构关系的方法,避免了数值模拟时节理存在导致的网格划分困难,具有高效方便的优点,且能揭示试件的实际受力特性,具有较大的实用价值.