含非共面重疊型微裂隙類巖石試樣單軸受壓宏細觀力學特性顆粒流模擬

摘要：為了研究單軸壓縮下非共面重疊型微裂隙傾角變化對類巖石試樣整體的軸向應力,彈性應變能和局部應力場等的影響,在已有類巖石試樣真實參數基礎上選用顆粒流數值分析軟件PFC2D對其進行數值模擬。研究結果表明:試樣抗壓強度隨裂隙傾角增加而增加;裂隙傾角較小時,試樣在單軸壓縮過程中具有明顯塑性變形,在應變軟化階段能量釋放率較大,而裂隙傾角較大時,則表現出明顯的彈脆性性質,貯能較大;對裂隙局部應力場分析,最小主應力場隨軸向應變呈明顯的階段性變化,大的應力降均與裂紋的加速擴展有關,按應力場變化特征可歸納為3種不同的類型。加載前期裂隙上下兩側部分區域最小主應力表現為拉應力,隨裂隙傾角增大裂隙上下兩側拉應力集中程度減小,受拉區向裂隙尖端轉移,并且面積逐漸減小,裂紋啟裂后拉應力逐漸消失;加載前期裂隙尖端附近雖然應力集中程度較高,但其二維壓應力狀態使該區域裂紋啟裂相對較難。