刘海峰

(中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁 沈阳 110136)

0 引言

岩石是一种包含微裂纹、节理等各种缺陷的材料。在外界荷载作用下，必然引起这些缺陷扩展、汇合，并产生新的微裂纹。岩石变形破坏与微裂纹的活动状态密切相关，是细观裂纹不断扩展的宏观结果。因此，有必要基于细观理论研究方法对岩石类材料的受压后的力学响应机制进行研究。

近年来，颗粒离散元法(PFC,Particle Flow Code)逐渐成为岩石力学特性研究的主流方法，该方法最初是基于球状颗粒(3D)和圆形颗粒(2D)模型而逐渐发展起来的，适用于细观颗粒可由球状颗粒近似代替、且颗粒数目相对较多的材料。目前，该方法在岩石数值试验方面应用较多：石崇等[1]系统阐述了颗粒流数值模拟技术及应用；于辉等[2]通过PFC2D数值试验方法对不同围压下闭合单裂隙砂岩的力学性质进行了研究，并基于能量理论阐述了岩石受压破坏过程中的能量耗散机制；蒋明镜等[3]基于离散元数值模拟方法对结构性砂土的力学特性进行了数值模拟研究，并结合室内物理实验对结构性砂土宏细观性质进行了对比分析；王林涛等[4]为研究岩石裂隙扩展及最终破坏模式，采用PFC2D对不同倾角裂隙砂岩的裂隙扩展情况、力学性质及最终破坏模式进行了研究；周杰等[5]通过PFC2D数值模拟方法研究分析了砂岩在双轴条件下颗粒位移与裂纹演化规律；林呈祥等[6]通过PFC2D建立数值模型，研究了摩擦系数、初始孔隙率及颗粒刚度三个细观参数对月壤土抗剪强度特性的影响。……