309 / 2019-09-29 21:40:22

基于颗粒块体耦合法的岩石巴西破裂模拟研究

计算力学在工程中的应用 > 计算岩土力学与岩土工程

为了研究岩石的拉伸破坏机理，分别建立了各向同性的岩石圆盘模型和考虑了不同节理倾角的岩石模型，并通过连续-不连续法（CDEM）中的颗粒和块体耦合法对巴西拉伸试验进行了一系列模拟。讨论了局部加强对试样破坏的影响，并分析了不同角度节理的岩石的断裂机理，最后，对数值模拟结果进行验证。结果表明：利用CDEM可以有效模拟岩石样品的劈裂试验，且能较好的吻合试验结果，且在模拟过程中，采用局部加强方案可以克服因应力集中而导致的试件提前破坏现象。对于各向同性岩石试件，局部加强区域的强度参数和形状会显著的影响试件的断裂强度和破坏形式，试件的断裂强度随着局部强度参数的增加有先增加后保持稳定的趋势，以方形的加强区域进行调整可以显著影响试件的断裂强度，而以矩形的加强区域进行调整可以减小断裂强度的变化范围。通过局部的加强方案可以实现宏观力学参数在模拟中揭示岩石的拉伸破坏机理。对于含节理的岩石试件，断裂强度随着节理角度的增加而降低，且通过比较优化和未优化的强度曲线，可以得到具有不同节理角度下的最佳模拟方案，即试件在节理倾角较小时适合采用局部加强方案，而在节理倾角较大时则不适合采用该加强方案。