基于裂纹长度幂律排布的损伤砂岩强度模型

• 作者: 石浩 宋雷 王敦显 王国柱 黎明镜 龙伟 陈贵武
• 来源期刊: 中国矿业大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 预制裂纹数量 预制裂纹长度 幂律指数 强度预测模型 强度敏感性
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 263-272
• 页数: 10页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文

摘要

本文采用二维颗粒流软件(PFC2D)生成预裂纹长度服从幂律排布的缺陷砂岩试件,通过改变幂律指数和预制裂纹数量,对砂岩强度特性进行了研究;在此基础上,根据Mori-Tanaka方法进行理论推导,建立了与单位面积裂纹数量及裂纹长度相关的损伤砂岩强度模型.研究结果表明:1)幂律指数越大,试件中长裂纹的占比越小,并且试件单轴抗压强度随预制裂纹总长度的增加而减小;2)当预制裂纹数量保持恒定时,砂岩试件抗压强度随幂律指数的增加而增大;当幂律指数保持恒定时,试件抗压强度随着预制裂纹数量的增加而减少;3)本文建立的强度模型可以较好地描述缺陷岩石的强度演化规律.即当预制裂纹数量处于50～600范围内时,随着幂律指数由1.1增至6.0,试件单轴抗压强度由减速降低逐渐变为近线性减小趋势;4)相对于单位面积裂纹数量,试件强度对裂纹平均半长变化的敏感性更强.