杨 森 刘启蒙 刘 瑜

（1.安徽理工大学地球与环境学院，安徽 淮南 232001；2.深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室，安徽 淮南 232001）

岩石中新裂纹的萌生、扩展以及最终破坏形式一直是岩石力学的研究热点。Brace 等学者通过研究预制裂隙萌生扩展过程，得到最大主应力方向为裂纹扩展方向[1]。Hoek sema 等学者通过单轴压缩试验得到大理岩裂纹的萌生、扩展过程呈非对称性[2]。Florian Amann，Park 等学者研究发现裂隙间裂纹的萌生具有间断性[3-4]，李强等学者提出翼裂纹的扩展过程呈双曲线式[5]。Alam，Haeri，Hsieh 等学者通过调整不同预制裂隙试样的强度研究裂缝萌生、扩展及聚集的模式[6-8]。多数学者对裂隙扩展规律多采用物理试验的方法，物理试验固然可以直观看到裂隙的变化，但由于物理试验的观察尺度有限，不能对岩体裂隙的扩展及破坏的过程直观表达。因此，该论文基于岩石单轴压缩试验的基础上，利用颗粒流程序（Particle Flow Code，PFC）从微观角度对岩石交叉裂隙扩展以及破坏过程进行模拟。

1 单轴压缩试验

论文选取布尔台矿4 煤顶板～3 煤底板粉砂岩岩芯，经切割、打磨制备成直径5 cm、高为10 cm的圆柱体。为保持岩石试样具有湿度，将切割好的岩石样品放置在装有水的容器内1～2 d，岩石试样距水面留有一定距离。将岩芯试样放置在YE-600型液压材料试验机的承压板中心，通过对应变片横向、纵向调节至平衡状态，以1.0～2.0 kN/s 的加载速度对试样施加初荷载，间隔读数时间为按估计破坏荷载的十分之一，记录应变均匀加载至试样完全破坏时的相应荷载的横向、纵向读数。……