岩石节理剪切力学行为的颗粒流数值模拟

作     者：余华中 阮怀宁 褚卫江 YU Huazhong;RUAN Huaining;CHU Weijiang

作者机构：河海大学岩土工程研究所江苏南京210098 河南理工大学安全培训技术学院(中心)河南焦作454000 中国水电工程顾问集团华东勘测设计研究院浙江杭州310014 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2013年第32卷第7期

页      面：1482-1490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）] 

主　　题：岩石力学 岩石节理 直剪试验 颗粒流程序 簇单元模型 接触力 微裂纹 破坏机制 

摘      要：利用颗粒流程序生成岩石节理直剪试验数值模型,进行不同法向应力作用下节理直剪试验的颗粒流数值模拟,研究节理的宏细观剪切力学行为,以及不同法向应力作用下微裂纹的发育及演化规律。结果表明:模型试件在直接剪切过程中表现出类似于真实节理的宏观力学行为,试件的抗剪强度和剪切峰值剪胀角对法向应力的依存关系体现出与JRC-JCS模型预测结果良好的一致性;模型试件主要在节理面两侧的微凸体附近产生接触压力集中现象。法向应力越大,接触压力集中区越多,集中程度越高;随法向应力不断增大,试件内微裂纹的发育速度逐步提高,剪切裂纹发育数目在微裂纹总数中所占的比例逐步增大,但仍远少于张性裂纹;节理面上接触压力的分布特征与模型试件内微裂纹的发育规律一致;节理在外荷载作用下的剪切破坏是节理面上微裂纹汇集贯通的结果,压致拉效应在此过程中起主导作用。