离散裂隙网络对岩石力学性质和声发射特性影响的颗粒流分析

作     者：胡训健 卞康 刘建 谢正勇 陈明 李冰洋 岑越 HU Xun-jian;BIAN Kang;LIU Jian;XIE Zheng-yong;CHEN Ming;LI Bing-yang;CEN Yue

作者机构：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 湖北省路桥集团天夏建设有限公司湖北武汉430058 

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

年 卷 期：2022年第43卷第S1期

页      面：542-552页

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：国家重点研发计划项目(No.2016YFC0401802) 国家自然科学基金重点项目(No.51539002) 国家自然科学基金项目(No.51779249) 湖北省自然科学基金(No.E0312502) 

主　　题：离散裂隙网络 等效晶质模型 声发射 花岗岩 颗粒流模拟 

摘      要：基于颗粒流软件平台,采用图像处理技术和Monte Carlo法,生成离散裂隙网络。结合等效晶质模型进行花岗岩细观结构的数值建模,从细观角度阐述了离散裂隙网络对岩石强度与变形性质、声发射特性的影响。主要结论如下:(1)裂隙平均长度和密度影响着岩石的力学性质,岩石的单轴压缩强度、弹性模量随裂隙密度的增加而减小。(2)单轴压缩下岩石破坏时均是晶间-拉裂纹和晶内-拉裂纹为主。(3)离散裂隙网络与岩石的声发射事件密切相关。随着裂隙密度的增加,声发射b值和分形维数D值均呈下降趋势。当b值和D值急剧下降时,预示着岩石失稳破坏。(4)离散裂隙网络对声发射事件的破裂强度有一定的影响。在离散裂隙网络附近易产生破裂强度大的声发射事件。综上所述,基于离散裂隙网络和等效晶质模型联合建模获得的细观角度上岩石破裂机制和声发射现象等结论,可有效弥补现有室内试验中研究手段的不足,并对野外具有更为复杂的裂隙网络的岩体稳定性评价与工程施工提供有力支撑。