脆性岩石抗拉特性及其破裂机制的试验与细观模拟研究
脆性岩石破裂机制研究是深部岩石工程的基础科学问题。常见的脆性岩石破坏形式包括剥落、冲击地压、岩爆等,其危害轻则影响工程施工进度安排,重则造成设备人员伤亡重大损失,甚至可能会诱发工程失效,事关国家安全和国计民生。
传统的试验方法不能探索脆性岩石内部破坏过程,强度准则不能有效解释脆性岩石破坏现象,经典离散元细观模型在分析脆性岩石破裂机制上存在一些显著缺陷。诸多的室内试验和现场原位试验表明,脆性岩石破坏中细观张拉裂纹扮演着主导角色。
本文从室内试验及细观分析角度,研究脆性岩石抗拉特性,首先选取合适的细观模型,其次结合室内试验结果,分别就脆性岩石的三大特征、巴西抗拉强度和I型断裂韧度进行深入分析,探究了脆性岩石细观张拉破裂机制。主要研究工作和研究成果如下:(1)完整脆性岩石的室内试验结果呈现三大显著特征:高压拉比、大内摩擦角和强度包络线非线性,而经典黏结颗粒细观模型(Bonded-particle model)—标准BPM在匹配脆性岩石宏观力学性质时存在这三个显著缺陷。
通过分析标准BPM的组成和本构关系以及标准BPM改进模型的特点,总结了造成 ...


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