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矿业安全与环保2024年第03期:基于离散元法三裂纹岩石裂纹扩展特征的试验与数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:祁敬茗;张红丹;周磊;陈剑星;马雷钧;肖晓冬;

单位:四川大学建筑与环境学院;深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室;

摘要:为研究三裂纹岩石的静力学破坏特征,采用离散元数值模拟软件PFC2D和模型试验方法,分析三裂纹岩石的峰值应力、应力—应变曲线及裂纹扩展特性,验证离散元数值模拟方法的可行性。通过改变岩石的水平围压和裂纹长度,分析单轴压缩载荷作用下三裂纹岩石的力学响应机制。研究结果表明:中间横向裂纹对裂纹岩石的峰值应力影响较大,中间竖向裂纹对裂纹岩石的峰值应力影响较小;加载过程中裂纹尖端最先出现应力集中现象,最后形成2条约70°的主裂纹贯通3条预制裂纹;随着围压的增大,三裂纹岩石的峰值应力先增大后减小;随着裂纹长度的增加,三裂纹岩石的峰值应力不断减小。

关键词:三裂纹岩石;;裂纹扩展;;数值模拟;;离散元法;;裂纹倾角;;预应力;;裂纹长度;;峰值应力

基金资助:国家自然科学基金项目(52204104);; 四川省科技计划项目(2023YFH0022,24SYSX0034)