层状板岩单轴压缩试验及数值研究

摘要：

为研究层理结构面对岩体力学性能的影响,以陕西木寨岭隧道层状炭质板岩为研究对象,对层状板岩在单轴压缩作用下的力学性能进行试验及数值分析.在数值模拟中,使用离散元框架MUSEN即固体键合颗粒模型(BPM)模拟层状岩体在准静态压缩过程中的破坏行为.研究结果表明:1)微观弹性模量与宏观弹性模量大致呈线性关系,通过插值计算,可将试样弹性模量映射为微观模量进行数值模拟计算.2)随着轴向与切向强度增加,对应的峰值荷载及位移随之增加.3)在相同参数及边界条件下,根据随机性原理,形成多种不同颗粒分布模型,最终的荷载?位移曲线表明模型对其力学响应影响较小.4)试验中,当层理倾角为0°及90°时,峰值荷载较大;当层理倾角分别为30°,45°及60°时,峰值荷载较接近,即随着倾角的逐渐增加,大致呈"U"型分布.5)在破坏形态上,不同层理倾角下大致呈现劈裂拉伸破坏、剪切滑移破坏以及复合型拉剪破坏.6)在相同模型下,通过程序编制构建不同层理的模型,模拟结果的力学响应及破坏形态对比试验具有良好的一致性,再现了不同层理倾角层状板岩的劈裂演化过程.

关键词：层状炭质板岩、单轴压缩试验、固体键合颗粒模型、层理

所属期刊栏目：53

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3978-3988