基于颗粒离散元法的岩石节理面剪切破坏细观机理

被引：23

作者：

王刚 ^{[1
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张学朋 ^{[1
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蒋宇静 ^{[1
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李博 ^{[3
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吴学震 ^{[1
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黄娜 ^{[1
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机构：

[1] 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地

[2] 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室

[3] 长崎大学工学部

来源：

中南大学学报(自然科学版) | 2015年 / 46卷 / 04期

关键词：

岩石节理; 粗糙度; 直剪试验; 颗粒流理论; 恒定法向刚度;

D O I：

暂无

中图分类号：

TU45 [岩石（岩体）力学及岩石测试];

学科分类号：

0801 ; 080104 ; 0815 ;

摘要：

基于颗粒流理论,以含不同粗糙度系数的岩石节理面为研究对象,利用PFC2D程序在恒定法向荷载(CNL)和恒定法向刚度(CNS)边界条件下进行直接剪切试验模拟,分别从宏观和细观角度探讨节理在不同边界条件下剪切过程中的力学演化规律和破坏机制。模拟值与JRC-JCS模型的预测值具有良好的一致性。研究结果表明:岩石节理面的抗剪强度及其对应的剪切位移以及残余强度随法向应力的增加而增大。CNL边界条件下的抗剪强度和残余强度比CNS边界条件的低,而法向位移比CNS边界条件的高;在整个剪切过程中,粒间接触力的分布和残余阶段最大接触力的变化趋势在2种边界条件下存在不同。节理面凸起位置容易发生接触压力集中现象,细观裂纹也主要聚集在凸起的位置且张拉裂纹占绝对优势。不论在CNL边界条件下还是在CNS边界条件下,试件在剪切过程中主要经历弹性阶段、稳定破裂传播阶段、非稳定破裂传播阶段以及残余阶段的稳定破裂传播阶段。

引用

页码：1442 / 1453

页数：12

共 16 条

[1] 反复直剪试验节理强度与粗糙度变化的研究 [J].