基于颗粒流的裂隙砂岩腐蚀后裂纹扩展规律分析

作     者：康志强 王治磊 冯江江 辛东夫 姚旭龙 KANG Zhiqiang;WANG Zhilei;FENG Jiangjiang;XIN Dongfu;YAO Xulong

作者机构：华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 河北省矿业开发与安全技术实验室河北唐山063210 河北省矿山绿色智能开采技术创新中心河北唐山063210 中冶一局城市安全与地下空间研究院有限公司北京101100 

出 版 物：《金属矿山》 (Metal Mine)

年 卷 期：2024年第2期

页      面：144-151页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号:52074123) 

主　　题：颗粒流 预制裂隙 化学腐蚀 双轴压缩 裂纹扩展 

摘      要：基于颗粒流离散元法,对腐蚀后预制裂纹的砂岩进行双轴压缩试验,利用颗粒流PFC^(2D)模拟分析不同化学腐蚀后裂隙岩石的裂纹起裂、扩展和贯通破坏规律。研究结果表明:溶液腐蚀后裂隙砂岩在双轴加载下,加载的侧压不同其应力—应变曲线的变化特征随着侧压加载越大,峰值强度越高。不同化学溶液腐蚀作用下翼形裂纹萌生的角度发生不同程度的变化,翼形裂纹及剪切裂纹萌生的数量及角度会产生明显的变化,其中盐酸溶液对岩石造成损伤程度最大。综合考虑化学腐蚀和力学特性,可以建立裂隙岩石的数值模型,进一步分析其在不同环境下的行为。这对于理解岩石的稳定性和在地质工程方面的应用具有重要意义。