李守巨，李 德，于 申

(1.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2.哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000)



压头作用下岩石破碎过程的细观模拟

李守巨1，李 德2，于 申1

(1.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2.哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000)

采用平行粘结细观本构模型，在岩石颗粒尺度上研究了压头侵入岩石的破坏过程。分析讨论了岩石材料平行粘结模型细观参数与宏观力学参数之间的映射关系。为了实现表征颗粒连接破坏模式，应用FISH语言编写一个伺服程序，检测每个颗粒连接的受力状态。依据所建立的颗粒连接破坏准则，并对每个颗粒连接进行破断与否的评估，实现描述颗粒连接的破坏功能。研究表明，在压头垂直压力作用下，岩石试件内形成了3条主环向拉力链，它与宏观的小主应力方向一致。环向拉力链最大影响深度随着压头压入深度的增加而增加。与此同时，出现了几条径向压力链，它与宏观的大主应力方向基本一致。岩石试件裂纹是由环向拉应力和剪应力大于颗粒平行连接胶结材料的强度引起的。

岩石试件；破碎过程；参数估计;细观模拟；压头侵入；平行粘结模型

0 引 言

离散元方法是当今非连续介质力学数值方法中应用于岩石和混凝土等脆性材料的最广泛而且最有效的方法之一。其最大特点是可以反映岩石块体之间的接触面滑移、分离以及倾覆旋转，表征岩体内部节理、裂隙和断层等非连续特性，同时还能够计算块体内部的变形和应力，尤其对于描述岩石破坏过程的细观机制具有内在的优越性。……