基于各向异性界面单元的岩石端部效应数值模拟

摘要：

岩石端部效应是岩石力学实验的一个难以回避的问题.通常观点认为水平摩擦力、试样形状效应、加载垫板、试样的刚度比等因素是导致端部效应的主要原因,但这4种因素如何影响试验结果,目前尚不明确.本文建立一种考虑接触面不同的法向与切向刚度的各向异性界面单元,模拟试件与加载端部的接触界面力学行为,探讨切向刚度系数Ks、法向刚度系数Kn、加载垫板的刚度Kp的影响,并考虑到试样的形状效应,改变试样高宽比,系统研究不同因素作用下岩石的端部效应及破裂模式.模拟结果表明,Ks的增加使端部由拉应力变为压应力,破坏形式由纵向劈裂转变为斜面剪切破坏;Kp的的影响与Ks的影响类似,Kn对岩石力学性能影响相对较小;试样形状的改变也同样影响端部受力和破坏模式,且端部越粗糙,高宽比的影响越明显.

关键词：单轴加载、端部效应、接触界面、节理单元、形状效应

所属期刊栏目：26

分类号：TD353(矿山压力与支护)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）;国家自然科学基金

在线出版日期：2018-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：526-537