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填充节理直剪试验颗粒流模拟

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针对天然节理岩体的安全问题,为了揭示填充物对节理剪切特性的影响规律,通过颗粒流程序(PFC)建立了填充节理试样,对岩石的宏观力学参数进行了标定,并编制了能够施加恒定法向压力的伺服模块和裂纹扩展监测模块.对比了填充节理与闭合节理的剪切特征差异,设置了8种不同填充度和4种不同法向应力方案.结果 显示:因填充物在“岩石-填充物-岩石”接触效应中起到了缓冲作用,填充节理的剪切强度和破坏程度小于闭合节理.当填充度为0.25时,剪切应力峰值在5 MPa和14 MPa时为11.61 MPa和21.10 MPa,相比闭合节理分别降低36.86％和32.38％.这表明填充物对节理的剪切强度的影响不容忽视.随着节理填充度的增加,剪切强度非线性降低,并逐渐接近填充物自身的剪切强度;随着法向应力的增大,剪切强度线性增加.试样破坏图示和裂纹数量化结果表明,填充度的增加能够弱化试样的破坏而法向应力的增大能够加剧试样的破坏.进一步考虑了填充物摩擦性质的差异,发现其对试样的剪切强度和裂纹发育均有所影响.
Simulation of particle flow for direct shear test on infilled joint

刘福生、薛一峰、杨杰

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西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048

陕西省引汉济渭工程建设有限公司,陕西西安710010

陕西省水利电力勘测设计研究院水电工程分院,陕西西安710001

填充节理 剪切强度 破坏程度 法向应力 PFC 稳定性

国家重点研发计划项目国家自然科学基金陕西省自然科学基础研究项目

2016YFC0401805519092142019JQ-577

2020

水利水电技术(中英文)
水利部发展研究中心

水利水电技术(中英文)

CSTPCD北大核心
影响因子：0.456
ISSN：1000-0860
年,卷(期)：2020.51(3)
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