康石磊，阳军生，杨　峰

(1.中南大学 土木工程学院， 长沙　410083； 2.长沙理工大学 土木与建筑学院，长沙　410114)



含裂隙类岩试样破坏行为的宏细观数值分析

康石磊1, 2，阳军生1，杨峰1

(1.中南大学 土木工程学院， 长沙410083； 2.长沙理工大学 土木与建筑学院，长沙410114)

摘要：为了获得单轴荷载下裂隙岩体的裂纹扩展过程及接触力变化的规律，以石膏为相似材料制作含有2种倾角组合的裂隙试样，在刚性试验机上进行单轴条件下的破坏试验，记录裂隙试样的破裂过程。采用离散元软件PFC2D建立数值分析模型，通过校核试验数据确定细观参数值，从宏观和细观两方面分析裂隙试样在压缩过程中微裂隙增长与轴向应力关系、接触力变化与裂纹的产生和扩展的关系，进行裂纹扩展的数值模拟和室内试验对比。结果表明：颗粒间接触力分布随压缩而变得不均匀，主要集中在裂隙的端部，进而产生微裂隙，微裂隙聚集形成宏观裂纹；微裂隙数量在峰值轴向应力之前增加较缓慢，在峰值轴向应力之后迅速增加，微裂隙的增长与应力增长有一定关系；峰值轴向应力之前，观察到轴向应力暂停增加或略微下降，但微裂隙数量持续增加现象，该现象与裂纹扩展有关；用颗粒流程序能较好地分析加载过程试样内细观变化和裂纹的扩展，与试验现象吻合较好。

关键词：裂纹扩展；接触力；微裂隙；节理岩体；数值模拟

1研究背景

地球表层岩体被不连续面切割成形态不同的岩块，而不连续面很大程度上控制岩体的力学性质。……