含双裂隙岩石裂纹演化机理的离散元数值分析

发布时间：2017-06-03 00:12

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【摘要】：采用离散单元法探讨了预制双裂隙岩石的裂纹演化机理。用近期从试验资料提取的无胶结厚度含抗转动能力的岩石微观力学模型和相应的离散单元法商业软件,模拟了含不同预制倾角的双裂隙岩石试样在单轴压缩作用下裂纹的扩展与贯通规律,揭示了裂纹演化的宏微观机理。同时,将离散元法DEM岩石试样的裂纹的扩展和贯通规律以及强度特性与室内试验结果进行了比较分析。结果表明,预制裂隙之间以及端点处的拉应力集中是导致裂隙岩石破坏的主要原因,且DEM数值试验得到裂纹的演化规律与室内试验结果较为一致。含30°的预制裂隙的岩石试样最容易起裂,含75°的预制裂隙的岩石试样最困难起裂,造成此种现象的原因可能是裂纹在垂直于主应力方向上的长度不同导致试样受拉区域大小不同。
【作者单位】： 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系;同济大学土木工程防灾国家重点实验室;同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室;陆地交通气象灾害防治技术国家工程试验室;
【关键词】： 离散单元法(DEM) 胶结模型 预制裂隙 裂纹演化机理
【基金】：国家973研究计划(No.2011CB013504,No.2014CB046901) 国家杰出青年科学基金(No.51025932)
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言岩体是含有大量裂隙、极不均匀、各向异性、非连续、非弹性的损伤材料,其力学特性极其复杂,关于含裂隙岩体的变形、强度及其裂纹扩展方面的研究一直是岩土工程界中的前沿研究方向[1]。岩体力学试验是研究岩体破坏特性最有效和最直接的方法,朱维申等[2]采用类岩石材料,研

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 朱维申,陈卫忠,申晋;雁形裂纹扩展的模型试验及断裂力学机制研究[J];固体力学学报;1998年04期

2 蒋明镜;孙渝刚;李立青;;复杂应力下两种胶结颗粒微观力学模型的试验研究[J];岩土工程学报;2011年03期

3 张志强;李宁;陈方方;张平;;非贯通裂隙岩体破坏模式研究现状与思考[J];岩土力学;2009年S2期

4 蒋明镜;孙渝刚;李立青;;胶结颗粒接触力学特性测试装置研制[J];岩土力学;2011年01期

5 蒋明镜;肖俞;孙渝刚;吴晓峰;;水泥胶结颗粒的微观力学模型试验[J];岩土力学;2012年05期

6 蒋明镜;陈贺;刘芳;;岩石微观胶结模型及离散元数值仿真方法初探[J];岩石力学与工程学报;2013年01期

7 蒋明镜;周雅萍;陈贺;;不同胶结厚度下粒间胶结力学特性的试验研究[J];岩土力学;2013年05期

8 蒋明镜;白闰平;刘静德;周雅萍;;岩石微观颗粒接触特性的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2013年06期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;Incompatible numerical manifold method for fracture problems[J];Acta Mechanica Sinica;2010年02期

2 徐筠;赵明阶;;节理裂隙岩体渐进破坏机理研究综述[J];地下空间与工程学报;2008年03期

3 胡波;张楠;王思敬;陈俊生;;断续节理岩体模型试验及强度分析研究[J];地下空间与工程学报;2011年04期

4 周雅萍;蒋明镜;陈贺;;变胶结厚度下胶结颗粒微观模型的初步研究[J];地下空间与工程学报;2011年05期

5 黎立云,车法星,卢晋福,刘大安;单压下类岩材料有序多裂纹体的宏观力学性能[J];北京科技大学学报;2001年03期

6 刘红岩;秦四清;杨军;;爆炸荷载下岩石破坏的数值流形方法模拟[J];爆炸与冲击;2007年01期

7 陈俊达,马少鹏,刘善军,金观昌;应用数字散斑相关方法实验研究雁列断层变形破坏过程[J];地球物理学报;2005年06期

8 王国艳;于广明;宋传旺;;初始裂隙几何要素对岩石裂隙扩展演化的影响[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年05期

9 李昂;邵国建;杜培荣;雷冬;丁胜勇;;双轴应力状态下围岩的力学特性研究综述[J];地下空间与工程学报;2012年S2期

10 金爱兵;李兵;邓富根;;断续节理对岩体力学性能的影响[J];北京科技大学学报;2012年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘红岩;秦四清;李厚恩;马平;孙强;;岩石冲击破坏的数值流形方法模拟(英文)[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年

2 刘红岩;秦四清;杨军;;爆炸荷载下岩石破坏的数值流形方法模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年

3 唐昊;朱哲明;李碧勇;王蒙;周志荣;;共线裂纹在压缩载荷下破坏准则的实验研究[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年

4 陈卫忠;朱维申;;压缩状态下裂纹扩展的实验与数值分析研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

5 左宇军;唐春安;梁正召;张永彬;张娟霞;徐涛;;含两条表面闭合裂纹的岩石类介质裂隙贯通机制的三维数值分析[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

6 林鹏;王仁坤;周维垣;;含三维预置裂纹缺陷岩体三维破坏试验方法[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

7 蒋明镜;陈贺;;岩石裂纹扩展与贯通机制的离散元数值分析[A];颗粒材料计算力学研究进展[C];2012年

8 Tohid Kazerani;;A discontinuum-based model to simulate compressive and tensile failure in sedimentary rock[A];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering(vol.5 No.5)[C];2013年

9 白羽;朱万成;魏晨慧;魏炯;;不同地应力条件下双孔爆破的数值模拟[A];《岩土力学》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

10 刘一鸣;杨春和;霍永胜;刘录;徐玉龙;杜超;;考虑转动阻抗的粗粒土离散元模拟[A];《岩土力学》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年

2 胡卫;高拱坝破损溃决全过程模拟及安全评价方法研究[D];清华大学;2010年

3 许国安;深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究[D];中国矿业大学;2011年

4 于永江;煤体非均质随机裂隙模型及渗流—应力耦合分析[D];辽宁工程技术大学;2010年

5 王国艳;采动岩体裂隙演化规律及破坏机理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

6 田荣;连续与非连续变形分析的有限覆盖无单元方法及其应用研究[D];大连理工大学;2000年

7 李树忱;断续节理岩体的无风格流形方法和实验研究[D];上海大学;2004年

8 郭少华;岩石类材料压缩断裂的实验与理论研究[D];中南大学;2003年

9 张文泉;矿井（底板）突水灾害的动态机理及综合判测和预报软件开发研究[D];山东科技大学;2004年

10 伍佑伦;基于岩体断裂力学的巷道稳定性与锚喷支护机理研究[D];华中科技大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吕海波;岩石三维内部裂隙扩展过程的数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年

2 张强;无外加碳源条件下剩余富磷污泥厌氧释磷机理研究[D];南昌大学;2010年

3 王超;基于扩展有限元的压剪复合断裂试验研究[D];大连理工大学;2011年

4 张勇;程潮铁矿深部卸压开采数值模拟及卸压方案优化研究[D];武汉科技大学;2011年

5 雍敏;裂隙岩体破坏机制非连续变形方法研究[D];山东大学;2011年

6 安晶;热冲击条件下含表面裂纹的UHTC破坏行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 邓建刚;工程结构中裂纹扩展轨迹的边界元数值模拟[D];北京工业大学;2003年

8 王忠昶;矿井底板岩层阻水性能的研究[D];山东科技大学;2003年

9 徐建光;预置非贯通裂隙试样疲劳特性试验研究[D];西安理工大学;2004年

10 林春金;裂纹扩展及合理布锚的试验研究[D];山东大学;2006年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周雅萍;蒋明镜;陈贺;;变胶结厚度下胶结颗粒微观模型的初步研究[J];地下空间与工程学报;2011年05期

2 王仁,赵豫生,陈楻,阎红;大理岩试件中裂缝的逆向共轭剪破裂[J];地震学报;1986年02期

3 王建华,宋锦良,冯德益,蒋淳;受压剪应力作用闭合裂纹的光弹性研究[J];地震学报;1990年02期

4 张之立,方兴;断裂构造体系的形成和扩展过程的力学分析及应用[J];中国科学(B辑 化学 生物学 农学 医学 地学);1987年11期

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本文编号：416853