基于三维多晶离散元柱状节理岩体压缩特性研究

摘要：

柱状节理玄武岩在强度和变形模量方面表现出高度的各向异性特征,明确其物理力学特性对工程安全具有重要意义.针对柱状节理岩体自然结构特征,建立包含柱间节理和柱内隐节理双重节理网络的三维Voronoi多面体离散元模型(三维多晶离散元模型);应用该模型探究单轴条件下柱状节理岩体的力学特性及破坏模式;进而开展特定倾角岩体在三向应力条件下的压缩破坏模拟.研究结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合度较高,试样表现出3种典型破坏模式;三向应力条件下,应力-应变曲线具有较为明显的阶段性和各向异性,体积应变εv表现出扩容现象.当ε3方向卸荷后,柱状节理岩体的峰值强度及相应弹性应变量大幅减小,试样的脆性指数大幅增加,破坏模式呈现由卸荷面向中心延伸的脆性破坏,且在能量演化上表现为耗散能占比增加;微裂纹的演化过程反映出柱状节理岩体的劣化过程呈现渐进破坏特征,且中主应力对柱间节理面的滑移破坏有促进作用.

关键词：岩石力学、柱状节理岩体、Voronoi多面体、各向异性、倾角、破坏模式

所属期刊栏目：41

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金41831278

在线出版日期：2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1874-1887