岩石中三维单裂隙扩展过程的试验研究和数值模拟

付金伟朱维申曹冠华薛伟强周奎

山东大学;

摘要：

采用一种新型的透明性和脆性度良好的非饱和树脂材料,制作了一组含有不同倾角椭圆形三维内置单裂隙的试样.研究了单轴压缩条件下单裂隙的扩展与贯通过程,分析探讨其产生的条件和机理.试验结果表明:三维单裂隙试件破坏过程大致经历4个阶段.三维单裂隙的断裂比二维断裂复杂得多,产生多种不同形态的裂纹,如鱼鳍状裂纹、花瓣形裂纹等.在FLAC3D软件框架内还建立了一种新的弹脆性破坏本构关系和分析法,并采用超细单元划分法建模,用以模拟三维裂隙扩展.数值模拟结果与本文和前人的三维裂隙试验对照,相符程度均良好,表明了新的数值模拟方法的有效性.当推广到双轴压缩试验模拟时,也与前人相关试验结果有很好的一致性.

关键词：三维单裂隙、裂隙扩展试验、弹脆性本构、数值模拟

所属期刊栏目：38

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41072234;高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20090131110040;岩土力学与工程国家重点实验室资助项目Z011001

在线出版日期：2013-05-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：411-417