孔洞-多裂隙组合型缺陷岩体破裂及分形演化

• 作者: 刘享华 张科 张凯 李昆
• 来源期刊: 地下空间与工程学报
• 关键词: 岩石力学 孔洞 多裂隙 数值模拟 分形维数
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 理论与试验研究
• 页码范围: 1021-1027
• 页数: 7页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文

摘要

为研究洞室裂隙围岩破坏机制,构建含孔洞-多裂隙组合型缺陷岩体模型,在单轴压缩试验的基础上,结合RFPA软件对岩体模型的裂纹扩展进行数值模拟;采用盒维数法计算裂纹扩展数字图像的分形维数,研究加栽过程中岩体模型的分形演化特征.结果 表明:组合型缺陷加重了岩体模型的应力集中现象,劣化了力学参数,表现为最大压应力和最大拉应力的增幅分别达到20.57％～58.19％、14.29％ ～ 136.19％;单轴抗压强度和弹性模量的降幅分别达到55.76％～66.09％、42.57％～59.29％.含孔洞-多裂隙组合型缺陷岩体物理模型和数值模型的裂纹扩展模式大致相同,可划分为弹性阶段(S-Ⅰ)、裂纹萌生、扩展阶段(S-Ⅱ)以及残余强度阶段(S-Ⅲ)3个阶段.分形维数的演化特征与裂纹扩展密切相关,并提出了基于分形维数的裂纹起裂以及整体失稳的判据.