层理压剪特性及裂纹沿层与穿层破坏数值模拟及其机理研究

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中文摘要：针对岩石工程中的节理缺陷,基于统计损伤理论,对含裂隙及层理情况下的小尺寸试样进行了单轴压缩数值模拟.结果表明:不含预制裂纹的节理模型裂隙顺着节理产生,含裂隙及节理模型裂隙沿预制裂纹尖端及节理产生,仅含预制裂隙模型裂隙沿预制裂纹尖端产生;节理倾角较小时,节理发生剪切破坏,预制裂隙的翼裂纹主要发生穿层破坏,节理倾角较大时,节理发生拉伸破坏,预制裂纹的翼裂纹主要发生沿层破坏,且靠近预制裂纹的节理破坏更加剧烈;随着节理倾角的增大,峰值荷载先减小后增大,当节理倾角为45°时试样的峰值荷载最小,含预制裂纹及节理下的模型峰值强度最低,仅含节理的模型峰值强度较大,仅含预制裂隙下的模型峰值强度最高.基于声发射规律推导了层理压剪损伤过程的本构方程,结合数值模拟结果,得到加载过程中岩样的损伤变化一共分为四个阶段,即线弹性变形阶段、裂纹萌生阶段、裂纹加速扩展阶段及损伤平稳发展阶段.同时,讨论了层理裂隙沿层及穿层破坏的理论解释,认为层理抗拉强度及倾角是影响裂隙的沿层及穿层破坏的关键因素.

外文标题：Numerical simulation and mechanism study on compression-shear characteristics of rock stratification and layer-along and layer-through fractures of crack

作者：

贾超

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作者单位：

山西建筑职业技术学院,山西晋中 030600

关键词：

层理裂隙压剪特性扩展机理数值模拟统计损伤

基金：

2019年山西省教育科学“十三五”规划课题山西建筑职业技术学院2019年院级课题

项目编号：

GH-19246JY-YB-1911

出版年：

2020

DOI：

10.13928/j.cnki.wrahe.2020.08.020

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(8)

参考文献量22