金属矿山 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (6): 41-51.
孙英翔1 温骁东2 王长涛3 杨天鸿4 张鹏海4 赵 永4 赵乾百4
SUN Yingxiang 1 WEN Xiaodong 2 WANG Changtao 3 YANG Tianhong 4 ZHANG Penghai 4 ZHAO Yong 4 ZHAO Qianbai 4
摘要: 在复杂地应力和开采扰动的条件下,岩体常被裂隙结构面分割成非连续体,造成了岩体物理力学性质 的各向异性,进而改变了岩体的力学响应与破坏模式。 为深入研究裂隙几何特征对岩石单轴压缩力学特性及破坏模 式的影响,结合单轴压缩试验和结构面数字摄影测量结果,建立了多裂隙条件下非均质岩石的单轴压缩离散元模型, 开展结构面岩石的破坏机制和力学特征研究。 研究结果表明,裂隙岩石的单轴压缩数值模拟可划分为 3 个阶段:无损 伤阶段、裂纹萌生阶段和裂纹扩展—萌生阶段。 随着裂隙数量的增加,岩石的弹性模量持续下降,峰值强度呈现下降 后趋于平稳的演化规律。 在应力应变曲线的峰后阶段,破坏模式由脆性破坏转变为塑性破坏。 裂隙网络的相互作用 形成了受力构架体系,抑制了局部破坏,并为应力传递和微裂纹扩展提供了较为稳定的路径。 裂隙岩石的破坏模式 主要表现为拉伸破坏,裂隙尖端的损伤较为剧烈,且随着裂隙数量的增加,微裂纹倾角的倾向性减弱。 微裂纹扩展虽 然引起裂隙尖端应力集中区的部分应力释放,但在岩石失稳破坏时,裂隙尖端仍然是应力集中区域。 研究成果可为 揭示岩石与裂隙结构面之间的力学响应机制提供参考。
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