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含共面双裂隙复合岩三轴力学行为及能量演化规律研究
煤炭科学技术
网络首发时间:2024-02-27 18:56:22
63
作者
司余洁
肖桃李
袁浩
折海成
赵云峰
单位
长江大学城市建设学院
西南交通大学土木工程学院
摘要
大量深部岩体工程中广泛存在着不同性质岩石相互接触,局部构成了典型的复合岩体,而裂隙构型属性和围压对复合岩力学行为、能量演化及裂纹扩展规律都有着显著影响。为了研究裂隙构型属性和围压对复合岩力学行为、能量及微裂纹演化规律的影响,基于室内单轴和三轴压缩试验,采用离散元软件构建含共面双裂隙复合岩三轴压缩颗粒模型,系统研究了复合岩在不同裂隙倾角、长度和围压下的力学行为、能量及微裂纹的演化规律。研究结果表明:(1)裂隙倾角和围压的增加对岩样的力学特性有着优化作用,裂隙长度的增加对其有着劣化作用,且复合岩从单向受力转变为三向受力时,力学特性发生骤变,得到显著的优化;(2)随着裂隙倾角、长度及围压的增加,复合岩能量大小分别呈现“U”形分布、递减和递增的变化规律,能量的损耗主要出现在损伤应力以后;(3)岩样在变形加载过程中,产生的微裂纹以张拉裂纹为主,剪切裂纹主要出现在损伤应力后,裂隙几何参数和围压主要影响在相同应力阈值时的微裂纹演化特性。
关键词
离散元
复合岩
共面裂隙
力学特性
能量特征
微裂纹
文章目录
0 引言
1 数值模型的建立
1.1 相似材料的选取
1.2 数值模型的生成
1.3 参数标定
2 含共面双裂隙复合岩力学行为分析
2.1裂隙倾角对强度和变形特性的影响
2.2 裂隙长度对强度和变形特性的影响
3 含共面双裂隙复合岩能量演化规律
3.1 裂隙倾角对能量演化特征的影响
3.2 裂隙长度对能量演化特征的影响
3.3 围压对能量演化特征的影响
4 结论
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