压-拉应力状态下大理岩强度及破裂性质的微观晶粒影响

作     者：黄达 李悦 岑夺丰 姜清辉 

作者机构：河北工业大学土木与交通学院 武汉大学土木建筑工程学院 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2021年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.41807279,No.41972297,No.41672300) 河北省自然科学基金项目(No.E2019202336) 

主　　题：压-拉强度 微观破裂 晶粒尺寸 晶粒尺寸不均匀性 晶粒模型 

摘      要：工程开挖会造成地下工程围岩或边坡岩体出现压-拉组合应力状态，易造成扰动区岩体发生张性或张剪破裂。以大理岩为例，基于颗粒流数值模拟方法，构建了考虑晶粒大小及其不均匀性的岩石微观晶粒数值模型。基于Ramsey等发表在《Nature》上经典狗骨头形试件的压-拉试验结果，验证了采用晶粒数值模型模拟岩石压-拉强度及破裂性质的有效性，进一步从微观角度研究了晶粒尺寸及其不均匀性对强度和破裂特征的影响规律。结果表明，随着晶粒尺寸的增大，岩石拉伸强度增大，微裂纹分布更为分散，更不易形成贯通性破裂面，易发生雁行破坏带；随着晶粒尺寸不均匀性的增大，岩石拉伸强度降低（除完全均匀的试件，其拉伸强度始终最低），微裂纹分布由分散变为集中，更易形成贯通性破裂面；侧压越大，晶粒尺寸及其不均匀性对强度和破裂模式的影响越明显。