基于CT扫描的花岗岩单轴压缩力学特性研究

摘要：

节理裂隙对岩石的力学特性具有重要影响.本文选取花岗岩试件作为研究对象,通过单轴压缩试验及CT扫描,研究了花岗岩试件中节理的发育扩展情况,并根据二值化处理后CT扫描图像的像素点统计量,确立了花岗岩试件的损伤变量D,推导了损伤本构方程,并将建立的损伤本构方程进行编程嵌入有限元软件;采用三维重构软件对加载前花岗岩岩芯扫描层图片进行了三维重构,提取了花岗岩试件内部的节理特征,用于数值模拟分析中节理的确定.采用数值模拟方法分别研究了不考虑节理与损伤本构、只考虑节理和只考虑损伤本构关系3种情况下,单轴压缩作用下岩芯的塑性区和应力-应变关系等力学特性.研究表明,后两种情况下得到的岩石单轴抗压强度接近,但只考虑损伤本构关系的方法,避免了数值模拟时节理存在导致的网格划分困难,具有高效方便的优点,且能揭示试件的实际受力特性,具有较大的实用价值.

关键词：CT扫描图像、力学特性、损伤本构、单轴压缩、节理、三维重构、数值模拟

所属期刊栏目：28

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-01-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1489-1498