单轴应力下的孔洞–裂隙扩展规律数值模拟 论文

为研究不同孔洞–裂隙(简称“孔–隙”)赋存条件下的裂纹扩展规律，利用RFPA软件，对不同裂纹倾角及不同非均质系数下的岩体破坏进行数值模拟分析，获得其裂纹扩展过程、声发射规律、应力–应变曲线，同时与原试验结果进行对比验证。结果表明：完整试样裂纹沿着剪切方向产生，含孔–隙试样裂纹沿裂隙尖端及孔口侧边产生；翼裂纹贯穿试件的同时，在预制裂纹尖端或孔口侧边产生水平方向的次生裂纹，并产生分叉，非均质系数影响次生裂纹走向；压载前期试样以拉破坏为主，压载后期以拉–剪组合破坏为主，次生裂纹的产生与剪切破坏有关；声发射累计能量与声发射累计数前期缓慢增大，后期迅速增大，预制裂纹倾角越小，非均质系数越大，声发射累计能量越大；不同裂纹倾角及不同非均质系数试件的应力–应变曲线均经历3个阶段：弹性变形阶段、非线性变形阶段及残余变形阶段，孔–隙的存在降低了试样的峰值强度，影响试件的脆性度。研究结果为进一步认识孔–隙相互作用规律提供了参考。