弱化节理剪切力学特征的颗粒流模拟研究

发布时间：2017-06-29 00:20

  本文关键词：弱化节理剪切力学特征的颗粒流模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在黏结颗粒模型中引入强度弱化因子生成弱化介质材料,进行弱化模型试件的单轴抗压强度试验。结果表明,弱化作用在降低试件单轴抗压强度的同时,还将导致试件弹性模量逐步下降。这一结果符合相关室内试验的研究成果。为进一步对岩石强度弱化模拟方法进行效果检验,利用颗粒流程序内置的FISH语言建立弱化岩石节理直剪试验模型,进行不同法向应力条件下弱化岩石节理的直剪试验。结果表明:弱化节理模型试件表现出类似于真实节理的一系列宏观剪切力学特征;不同壁面弱化程度条件下,节理模型试件的抗剪强度及剪切峰值膨胀角的试验结果与法向应力的依存关系均符合经典的JRC-JCS模型。由此表明,所采用的岩石强度弱化模拟方法可以较好地再现岩石介质的强度弱化效应。通过模型试件内微裂纹发展演化特征的研究表明,壁面弱化作用可导致试件内裂纹发育数目的快速增长、微裂纹分布范围的迅速扩大,以及剪切裂纹发育比例的迅速提高,由此从细观角度揭示了弱化节理面更易于产生宏观剪切破坏的原因。研究成果可以为弱化岩石节理的抗剪强度及大型岩质边坡的稳定性研究提供参考。
【作者单位】： 河南理工大学能源科学与工程学院;河海大学岩土工程研究所;中国电建华东勘测设计研究院有限公司;
【关键词】： 弱化节理 簇单元模型 抗剪强度 JRC-JCS模型 微裂纹
【基金】：河南理工大学博士点基金资助项目(No.B2015-53)~~
【分类号】：TU452
【正文快照】： 众所周知,风化、侵蚀作用是造成节理壁面强度弱化的主要因素,并因此可以显著改变岩体的物理力学性质。大量工程实践表明[1-6],冒顶、垮塌等岩体失稳多沿结构面尤其是弱化结构面产生,而在深埋岩体工程中,结构面与高应力组合形成的断裂滑移型岩爆,以及弱化结构面相互切割导致的

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