花岗岩单轴压缩力学特性试验及数值模拟

摘要：

采用电液伺服试验机对花岗岩进行单轴压缩试验,利用RFPA模拟岩石破裂过程,详细分析了单轴压缩下花岗岩各特征应力大小、损伤过程、破坏模式及裂纹扩展规律.结果表明:花岗岩在单轴压缩下裂纹闭合应力、裂纹起始应力、损伤应力分别占峰值应力的41.1％、58.7％、88.3％;在损伤变量的基础上提出损伤变量临界值,以应变值为基础建立花岗岩损伤与裂隙演化之间的联系,定量分析了花岗岩裂隙演化4个阶段下损伤变量的变化;花岗岩单轴压缩下破坏模式与主裂隙方向有关,当主裂隙方向和轴向压应力方向平行时,花岗岩发生竖向劈裂破坏,当主裂隙方向与轴向压应力方向存在夹角时,花岗岩发生竖向劈裂与剪切组合破坏;根据RFPA 2D模拟得到花岗岩破裂结果,发现当加载应力达到峰值应力的46.9％时,花岗岩内部出现局部的微损伤,当加载应力达到峰值应力的63.3％时,花岗岩内部的微损伤累积引起局部的微裂纹,当加载应力达到峰值应力的88.3％时,花岗岩内部的微裂纹汇聚形成显裂纹,在显裂纹区域出现应力集中现象,使得显裂纹相互贯通,最终导致花岗岩的宏观破坏.

关键词：花岗岩、RFPA、单轴压缩、损伤变量、破坏模式

所属期刊栏目：42

分类号：TU458.2(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;陕西省重点研发计划项目;陕西省自然科学基础研究项目

在线出版日期：2022-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：85-92