非均质岩石单轴压缩细观模拟及破裂特征描述
2021-06-18马万里陈世江
中国矿业 2021年6期
关键词:模型
马万里,陈世江
(内蒙古科技大学矿业研究院,内蒙古 包头 014010)
岩石的非均质性向来都是国内外学者研究的重点,不同学者采用不同数值计算软件对非均质岩石的破裂特征进行研究[1-2]。岩石的破裂特征对冲击地压、顶板冒落、巷道支护具有重要意义。
为了描述岩石的非均质性,不同学者采用不同的方式进行刻画,唐春安等[3]通过假设岩石参数服从Weibul方式对岩石弹性模量、抗压抗拉强度进行赋值;田志等[4]通过数字岩石物理的形式对地层沉积过程中的非均质性进行表征;罗荣等[5]通过蒙特卡洛法对岩石非均质性进行描述;陈沙等[6]以图像处理为媒介,利用Matlab灰度识别获取岩石的截面特征,实现了岩石的非均质表征。随着计算机分析手段的进化,CT扫描三维重构技术得到了极大的发展,不同研究方向学者以CT扫描技术为基础,研究了岩石的细观破坏、渗流、结构变化等,获得了较多有益成果,极大发展了岩石力学[7-9]。岩石破裂方面:谢和平等[10]以能量耗散角度对岩石破裂过程不同阶段进行了精细刻画;程昊等[11]采用C++对FLAC进行二次开发,实现了岩石破裂过程中声发射参量导出;朱泽奇等[12]分析了花岗岩破裂及声发射特性,明确了非均质对岩石局部应变产生重要影响;霍丙杰等[13]以FLAC数值计算软件分析了房式采空区煤柱塑性区分布规律,明确了煤柱拉剪复合破坏机制。为了更好地描述岩石每个单元的破碎程度,基于单元损伤、单元安全度、破坏接近度等描述岩石应力状态及三维重构裂隙越来越来受到人们的重视[14-15],朱万成等[16]以弹性损伤建立了非均质岩石应力-损伤本构模型;……
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