含平行双裂隙白砂岩力学行为数值分析

TU45; 目的 为探究平行双裂隙对白砂岩力学特性、裂纹扩展和能量演化的影响,方法 利用颗粒流软件PFC2D获取白砂岩细观力学参数,通过改变双裂隙倾角和双裂隙间距2个关键影响因素,进行多次单轴压缩试验并对模拟结果进行分析.结果 结果表明:随着裂隙倾角增大,岩石的峰值强度、弹性模量变大;随着平行双裂隙间距增大,裂隙倾角为30°时,岩石的峰值强度和弹性模量大幅降低,裂隙倾角为60°时,裂隙间距对岩石的峰值强度和弹性模量无显著影响,即裂隙间距转变为影响力学特性的次要因素;裂隙倾角对岩石的微裂纹发育过程有着重要影响,在裂纹扩展初期以拉伸裂纹为主,最终破坏形式多为剪切破坏;裂隙倾角为45°时,裂纹发育至...

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Published in河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 43; no. 3; pp. 161 - 170
Main Authors 王云飞, 董贺, 马勇超, 张意文, 袁乐乐
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河南理工大学 土木工程学院,河南 焦作 454000 01.05.2024
Subjects
裂纹扩展
裂隙倾角
discrete elements
fissure dip angle
crack propagation
声发射
parallel double-fissure
平行双裂隙
acoustic emission
离散元
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Summary:TU45; 目的 为探究平行双裂隙对白砂岩力学特性、裂纹扩展和能量演化的影响,方法 利用颗粒流软件PFC2D获取白砂岩细观力学参数,通过改变双裂隙倾角和双裂隙间距2个关键影响因素,进行多次单轴压缩试验并对模拟结果进行分析.结果 结果表明:随着裂隙倾角增大,岩石的峰值强度、弹性模量变大;随着平行双裂隙间距增大,裂隙倾角为30°时,岩石的峰值强度和弹性模量大幅降低,裂隙倾角为60°时,裂隙间距对岩石的峰值强度和弹性模量无显著影响,即裂隙间距转变为影响力学特性的次要因素;裂隙倾角对岩石的微裂纹发育过程有着重要影响,在裂纹扩展初期以拉伸裂纹为主,最终破坏形式多为剪切破坏;裂隙倾角为45°时,裂纹发育至贯通最为彻底;随着裂隙倾角增大,耗散能开始出现应变节点逐渐后移现象,岩石的弹性储能极限随之增强,裂隙倾角为0°～15°时,储能极限会发生一次小幅度反弹.结论 双裂隙倾角和间距对白砂岩力学特性、裂纹扩展和能量演化的影响至关重要.
ISSN:1673-9787
DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2023030010