基于颗粒流数值模拟的交叉裂隙岩体剪切力学特征研究

发布时间：2018-04-15 04:11

  本文选题：岩体 + 交叉双裂隙　； 参考：《水电能源科学》2017年01期

【摘要】：为研究交叉双裂隙岩体在剪切过程中的力学响应机制,利用颗粒流程序PFC2D模拟了含交叉双裂隙试样直剪试验,分析了次裂隙倾角和法向应力对交叉双裂隙试样剪切应力、破坏模式、微裂纹发育及演化、能量转化和接触法向方位角演化规律的影响。试验结果表明,法向应力为1、5、15 MPa时,试样破坏受主次2条裂隙的共同控制,大部分交叉双裂隙试样剪切峰值强度高于单一裂隙试样;法向应力为30 MPa时,试样破坏主要受主裂隙影响,表现为各试样强度相近,由于微裂纹扩展速度不均致使剪应力曲线在峰后呈"台阶"状;剪切过程中,裂隙试样所做边界功和黏结能与峰值强度具有相同的变化趋势,裂隙周围颗粒接触矢量方向向剪切方向发生显著偏转。研究成果有助于理解双裂隙岩体在剪切过程中的力学响应机制,是对双隙岩体力学行为研究的补充。
[Abstract]:In order to study the mechanism of mechanical response of cross double fractured rock mass in shear process, the direct shear test of cross double fracture specimen was simulated by particle flow program PFC2D, and the shear stress of cross double fracture specimen was analyzed by secondary crack dip angle and normal stress.The influence of failure mode, microcrack development and evolution, energy transformation and contact normal azimuth evolution.The test results show that when the normal stress is 1 ~ 515 MPa, the failure of the specimen is controlled by the primary and secondary fractures, and the shear peak strength of most cross double fracture specimens is higher than that of the single fracture specimen, and when the normal stress is 30 MPa, the shear peak strength of most cross double fracture specimens is higher than that of the single fracture specimen.The failure of the specimen is mainly affected by the main fracture, which shows that the strength of each specimen is similar, and the shear stress curve is "step" after the peak due to the uneven propagation speed of the micro-crack, and in the shear process,The boundary work and bonding energy of fracture specimen have the same change trend as the peak strength, and the contact vector direction of the particles around the fracture has a significant deflection to the shear direction.The research results are helpful to understand the mechanism of mechanical response of double-fractured rock mass in shear process and are complementary to the study of mechanical behavior of double-fractured rock mass.
【作者单位】： 河海大学地球科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(41002089)
【分类号】：TU45

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本文编号：1752455