砂岩直接剪切试验三维离散元分析

• 作者: 杨开新 陈有亮 蒋明镜 王华宁
• 来源期刊: 水资源与水工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 砂岩 裂纹扩展机理 高地应力 离散单元法 直接剪切试验
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 岩土工程
• 页码范围: 216-223
• 页数: 8页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文
• DOI: 10.11705/j.issn.1672-643X.2020.06.33

摘要

为了研究高地应力作用下的深部岩体的剪切力学特性,将半经验半理论胶结接触模型植入离散元软件,模拟了砂岩的直接剪切试验,对砂岩的宏、微观特性进行详细的分析.模拟结果表明:砂岩的直剪数值试验过程可以分为3个阶段,即线性剪切阶段、应力衰减阶段及残余强度阶段;剪切过程中,外界做功主要转化为颗粒摩擦耗能,并始终存在着能量守恒;胶结破坏数目会随着剪应变的增大而增加,胶结拉区破坏数目大于胶结压区破坏数目,胶结破坏形式均由弯破坏形式主导;裂纹首先从剪切面两端产生,拉区裂纹产生于剪切面中间,向剪切面两端以及上、下侧扩展,压区裂纹从剪切面两端向中间扩展,最后拉区裂纹与压区裂纹相互贯通布满整个剪切面,在空间上最终形成一个截面呈椭球状的分布域;本文的直剪数值试验结果与砂岩剪切试验结果基本一致.