基于XFEM的双裂隙岩体冻胀裂纹扩展数值模拟研究

• 作者: 牛帅帅 罗学东 周盛涛 蒋楠
• 来源期刊: 合肥工业大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 裂纹扩展 扩展有限元 双裂隙岩体 岩桥贯通 卸荷试验
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 土木与水利工程|Civil and Hydraulic Engineering
• 页码范围: 73-80
• 页数: 8页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-5060.2022.01.012

摘要

为研究冻胀荷载对双裂隙岩体裂纹扩展及贯通机制的影响,文章基于扩展有限元法(extended finite element method,XFEM),分析冻胀力作用下不同岩桥参数双裂隙试样的裂纹扩展特征和破坏形式,探究在冻胀力和侧向卸荷共同作用下双裂隙试样的裂纹扩展贯通规律.结果 表明:基于XFEM的数值模拟结果与试验中的裂纹扩展路径基本吻合,验证了XFEM能够有效地应用于双裂隙岩体的裂纹扩展模拟;非岩桥区冻胀裂纹的扩展方向与预制裂隙走向相同,而岩桥区裂纹的扩展方向受到冻胀应力的影响,裂纹扩展方向偏向于另一条预制裂隙位置;冻胀裂纹的扩展模式受到围压的影响,随着围压增加,侧向卸荷过程中裂纹扩展模式由拉张模式变成拉剪混合模式,裂纹扩展方向也发生偏转.研究方法和结果可为低温裂隙岩体裂纹扩展相关研究提供参考.