非共面双裂隙红砂岩宏细观力学行为颗粒流模拟

发布时间：2017-07-27 06:11

  本文关键词：非共面双裂隙红砂岩宏细观力学行为颗粒流模拟

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【摘要】：通过颗粒流程序(PFC)细观参数敏感性分析与完整红砂岩在常规三轴压缩下的试验结果,获得一组能够真实反映完整红砂岩宏观力学行为的细观参数。在此基础上,对断续双裂隙红砂岩在不同围压作用下进行颗粒流模拟,分析围压以及岩桥倾角对断续双裂隙红砂岩强度破坏特征的影响规律,揭示断续双裂隙红砂岩在不同围压作用下裂纹扩展的细观力学响应机制。研究结果表明:与完整红砂岩相比,断续双裂隙红砂岩峰值强度参数显著降低,且降幅与岩桥倾角β密切相关,黏聚力和内摩擦角均随着岩桥倾角β的增大呈非线性变化。当断续双裂隙红砂岩β=0°和30°时,两者裂纹扩展模式相近,裂隙1和2之间无贯通;当β=60°和90°时,两者裂纹扩展模式相近,裂隙1和2之间出现一处贯通;当β=120°时,在低围压下裂隙1和2之间出现两处贯通,在高围压下只有一处贯通。当应力增大到一定程度之后,颗粒之间黏结断裂,微裂纹不断产生、汇集和贯通,最终形成宏观裂纹,使得试样发生失稳破坏。围压的增加在细观上提高了颗粒之间的接触力,在宏观上表现为强度增大。高围压的存在限制了微裂纹的扩展速率。
【作者单位】： 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室;
【关键词】： 岩石力学 红砂岩 断续双裂隙 强度参数 裂纹贯通 颗粒流模拟
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51179189) 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET 12 0961) 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室开放研究基金项目(HBKLCIV201201)
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言裂隙岩石是矿山、水利、石油、核废料存储等各种岩石工程中经常遇到的一种复杂介质。A.Palmstrom[1]研究表明,缺陷(包括节理、裂隙等)可能会降低岩石缺陷处的抗拉强度甚至无抗拉强度。在裂隙岩石中,由于岩桥的存在,使其受力和破坏特征都发生质的变化[2]。大量工程实践表

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