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预制裂隙岩样宏细观力学行为颗粒流数值模拟

2021-07-23王星辰王志亮黄佑鹏贾帅龙

水文地质工程地质 2021年4期
关键词:裂纹

王星辰,王志亮,黄佑鹏,贾帅龙

(合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009)

颗粒流程序(PFC)已成为研究岩石力学特性重要工具,在岩土工程领域得到了广泛应用,如模拟岩石力学性能演化、边坡的变形失稳[1]以及桩-土相互作用等。通过PFC标定出的岩石细观参数能较好地表征岩石压缩行为[2],并可进一步研究含预制裂隙岩石的力学特性,如Yang等[3]采用平行粘结接触模型对预制双裂隙红砂岩进行了单轴压缩模拟,结果表明裂纹扩展模式取决于裂隙的倾角。另有学者[4−7]采用PFC模拟了含预制裂隙的各种岩石的双轴压缩,并对其力学特性和裂纹演化过程和机理进行了分析。此外,王振永[8]运用PFC分析了不同裂隙参数(单裂隙角度和双裂隙延桥倾角)对岩体试样强度和裂纹扩展模式的影响。

综上可知,凭借围压作用下的平行粘结接触模型细观参数标定,来开展预制双裂隙岩样力学行为模拟方面的研究并不多见。因此,本文采用花岗岩常规三轴压缩下的力学特性标定花岗岩的细观参数,通过得到的参数模拟预制双裂隙花岗岩的力学特性,最后分析预制双裂隙花岗岩力学特性及裂纹发展的演化过程,力求得出有参考价值的结论。

1 建立模型及标定细观参数

1.1 数值模型

PFC2D通过离散单元方法模拟单位厚度圆形颗粒的运动和相互作用,从基本颗粒角度来考虑材料的力学特性,反映出裂纹的形成和扩展过程。因此,可采用PFC2D模拟岩石的宏观力学特性[9]。……

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