杨开新，陈有亮，蒋明镜,2,3,5，王华宁

(1.上海理工大学 土木工程系,上海 200093；2.同济大学 土木工程防灾重点实验室,上海 200092；3.同济大学 土木工程学院,上海 200092；4.同济大学 航空航天与力学学院,上海 200092；5.天津大学 建筑工程学院,天津 300072)

1 研究背景

随着 “一带一路”建设的不断推进，交通、水利水电工程和资源开采等正在向深部地层快速发展，超千米深的隧道、矿井、地下洞室等工程越来越普遍。对岩体强度和变形特性以及破坏机理的研究是岩体稳定性分析的基础，进而提高岩体工程设计的合理性[1]。直接剪切试验能够有效地模拟剪切面的受力状况，并能充分考虑在不同法向应力下的裂纹扩展贯通情况，是研究岩土类材料剪切力学特性的有效手段之一[2-3]。由于直剪试验结果对试样制备技术和边界加载条件十分敏感，并且试样破坏时裂纹扩展情况等微观信息也无法全面地获取，因而许多研究人员青睐于采用数值方法来研究岩土类材料的剪切特性，其中由Cundall等[4]提出的离散单元法(discrete element method,DEM)是一种研究岩石剪切特性和破坏机理的可行方法。夏才初等[5]、宋英龙等[6]采用PFC2D生成粗糙节理面并模拟其剪切性质。结果表明：宏观剪切区域的产生主要是由细观剪裂纹的累积形成的，剪切破坏区域集中在爬坡效应显著的位置，剪切过程中形成的剪裂纹数量在出现剪切峰值应力后显著增加，此时粗糙节理面的破坏最为显著。Jiang等[7-9]将基于室内试验得到的岩石微观力学模型植入离散元软件，模拟了由化学风化导致的共面非贯通与非共面非贯通节理岩体的直剪试验，分析了预制节理连通率、节理倾角、法向应力和节理间距对岩体力学特性和贯通模式的影响，并揭示了相应的宏微观机制。……