裂隙网络对岩体试件单轴压缩力学特性影响研究

• 作者: 许永祥 何振江 郑兴博 周昌台
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 关键词: 节理岩体 离散元 裂隙网络 合成岩体模型 岩柱稳定性
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 采矿科学与工程|Mining Science and Engineering
• 页码范围: 31-37
• 页数: 7页
• 分类号: TD313
• 语种: 中文

摘要

针对裂隙分布对岩柱或煤柱强度和稳定性影响问题,采用合成岩体模型技术(SRM)重构岩柱模型,研究裂隙密度和裂隙倾角对岩柱稳定性影响.合成岩体模型中分别采用平直节理黏结模型(FJBM)、光滑节理模型(SJM)和裂隙网络模型(DFN)模拟岩块、裂隙和裂隙网络.通过单轴抗压试验和单轴抗拉试验标定岩块宏观力学参数(单轴抗压强度、抗拉强度、杨氏模量和泊松比),数值模拟标定结果与试验结果对比表明数值模拟模型细观力学参数能够很好地匹配实验室岩样宏观力学参数.研究结果表明:岩体内裂隙将显著降低岩体抗压强度,岩柱强度随裂隙密度P 21增加而降低;裂隙密度P21由1 m/m2增加至5 m/m2,岩柱平均强度由103.5 MPa降低至69.5 MPa,岩体抗压强度与裂隙密度负相关;裂隙倾角由0°增加至90°,岩柱抗压强度呈"U"形变化;裂隙密度较小时,岩柱易形成"X"形压剪破坏,裂隙密度较大时,岩柱"X"形压剪破坏逐渐消失;岩柱产生的微裂隙与岩体裂隙密度负相关;裂隙倾角小于临界角φ或大于45°+φ/2时,岩柱易形成"X"形压剪破坏,而当裂隙倾角介于φ与45°+φ/2时,岩柱易形成剪切滑移破坏.岩体合成技术可为确定岩柱强度确定提供一种思路.