發(fā)布時間：2024-06-29 23:05

　　為研究均質度對脆性巖石單軸壓縮力學特性、破裂特征及裂紋擴展的影響規(guī)律,應用離散元UDEC軟件建立了Voronoi塊體集數值試件,借助FISH語言及Weibull分布函數實現了塊體彈性模量及塊體接觸面抗拉強度的非均勻分布,開展了不同均質度系數下脆性花崗巖的單軸壓縮模擬試驗.結果表明:試件的抗壓強度、彈性模量均隨均質度系數增大而增大,而破壞前變形量則隨均質度系數增大而減小,并都趨于穩(wěn)定;試件宏觀破裂形態(tài)呈X形共軛斜面剪破壞,細觀破壞類型包括晶粒間及晶粒內部的拉、剪破壞;應力峰值前試件以拉破壞裂紋擴展為主,峰值后以剪破壞裂紋擴展為主;均質度系數越小,裂紋擴展及分布越分散,裂紋累計長度也越小,但在軸向應變小于0.2%時,拉破壞裂紋長度與均質度系數變化成反比,說明非均質程度較高的試件在壓縮初期已開始出現拉破壞裂紋的擴展;此外,均質度系數為6.0的試件與均質試件的力學特性及裂紋擴展已較為接近,故在采用Weibull分布來描述巖石的非均質性時,均質度系數的取值不應過大.

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

圖1塊體模型及接觸參數[21]

通用離散元軟件UDEC(UniversalDistinctElementCode）常用來模擬非連續(xù)介質材料的受力變形及破壞特征，尤其適合模擬含缺陷（節(jié)理、裂隙）巖石或非連續(xù)塊體群巖體模型在靜、動力荷載條件下的力學響應．UDEC中塊體間的接觸破壞原理見圖1（塊體接觸參數）和圖....

圖2離散塊體接觸本構模型[21]

模型塊體之間遵循庫侖摩擦定律，接觸面之間存在著一個極限抗拉強度值，當接觸面上的拉應力超過該值時，接觸面發(fā)生拉破壞；當塊體接觸面上的剪應力超過它的剪切強度時，出現剪破壞．1.2Voronoi多邊形塊體群數值模型

圖3Voronoi塊體群數值試件[21]

Voronoi是UDEC軟件里對完整模型塊體進行細化分割的一種邏輯方法，應用該方法可將完整的模型區(qū)域劃分成由不規(guī)則多邊形組成的顆粒集合，進而來模擬真實巖石中所包含的礦物顆粒形狀．本文所構建的數值試件尺寸為寬50mm、高100mm、Voronoi塊體群的平均邊長為2mm（塊體平....

圖4不同均質度系數下巖石彈性模量的Weibull分布密度

式（1）可反映組成巖石細觀顆粒的強度隨均質度系數m變化的分布規(guī)律．m較小時，礦物顆粒單元的力學性質分布較離散，非均勻程度較高；m較大時，礦物顆粒的力學性質分布較為集中，表明巖石材料的力學性質分布較為集中，均勻程度較好．應用Matlab對式（1）繪圖，得到不同均質度系數條件下巖石細....

本文編號：3998026