基于离散元的花岗岩热敏感性及裂纹扩展研究

摘要：

在一定应力状态下,热诱导产生的应力场和初始应力场相叠加,导致岩石中裂纹萌生,对岩石的力学性质造成影响.基于离散元方法,在不同初始应力状态下,对含有不同倾角预制裂纹模型的热裂过程进行研究.对相关热特征值进行分析,并根据Det.(σij)准则,结合第二不变量的演化过程,对热裂纹的扩展路径进行理论分析.结果表明:高应力状态下,热敏感性较强(起裂温度较低,裂纹扩展温度区间靠前,裂纹扩展剧烈),峰值温度较低,而峰值热应力较高;不同角度的预制裂纹也会影响相关热特征值,在同一初始应力状态下,随着预制裂纹角度的增加,热敏感性降低;热裂纹首先在预制裂纹尖端形成,随着温度的升高,应力第二不变量的分布发生改变,热裂纹在第二不变量最大处扩展.研究结果对深部热力破岩和岩石工程稳定性具有一定借鉴意义.

关键词：热力致裂、PFC、热特征值、热敏感性、裂纹扩展、应力第二不变量、离散元方法

所属期刊栏目：30

分类号：TD313(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金41972283

在线出版日期：2022-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：559-573