基于顆粒流裂隙巖體加卸荷宏細(xì)觀力學(xué)特性研究.pdf

1、工程的建設(shè)首先要進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的加、卸載過(guò)程。近年來(lái)對(duì)巖體加卸荷宏觀力學(xué)特性、變形特征、本構(gòu)方程以及破裂機(jī)理已采用多種方法進(jìn)行了大量的研究，取得了令人滿意的結(jié)果。但從細(xì)觀角度研究巖體加卸荷的破裂機(jī)理方面才剛剛起步。
　　因此、本文先通過(guò)相似材料（砂漿）模擬脆性砂巖，以室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)標(biāo)定PFC2D細(xì)觀參數(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)自編FISH函數(shù)完成數(shù)值模型的預(yù)制裂隙，通過(guò)自編程序?qū)崿F(xiàn)試樣加卸載數(shù)值模擬試驗(yàn)。在宏觀上對(duì)模擬的力學(xué)

2、特性、變形特征等展開(kāi)分析，在細(xì)觀上從微裂紋擴(kuò)展、細(xì)觀力場(chǎng)、位移場(chǎng)、能量場(chǎng)等展開(kāi)分析，并從破裂時(shí)間、破裂模式、破裂機(jī)理等方面對(duì)模擬加卸載試驗(yàn)進(jìn)行了一定的對(duì)比分析。為認(rèn)識(shí)加卸荷條件下的巖體失穩(wěn)破裂宏細(xì)觀機(jī)理提供一定的依據(jù)。通過(guò)本文的以上研究工作，得到了一些有益的結(jié)論，主要取得以下初步研究成果。
　　1.PFC細(xì)觀與宏觀聯(lián)系方面:在外力作用下促使試件內(nèi)部顆粒運(yùn)動(dòng)、顆粒運(yùn)動(dòng)致使顆粒間接觸力大于平行粘結(jié)強(qiáng)度，平行粘結(jié)斷裂產(chǎn)生微裂紋，微裂紋產(chǎn)

3、生擴(kuò)展又使得應(yīng)力隨應(yīng)變發(fā)生變化。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)微裂紋數(shù)目曲線發(fā)生一次較顯著的上升時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線就對(duì)應(yīng)一次較顯著的跌落;
　　2.基于PFC能量方面:不同應(yīng)力路徑、不同傾角裂隙試樣的細(xì)觀能量消耗規(guī)律基本相似，但量值上有明顯的區(qū)別，顯然雙軸壓縮時(shí)試件吸收的能量（邊界功）最多，也造成雙軸壓縮時(shí)相應(yīng)的其他能量也較多。筆者通過(guò)對(duì)不同應(yīng)力路徑和不同傾角裂隙之間能量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，總應(yīng)變能-應(yīng)變曲線與應(yīng)力-應(yīng)變曲線保持高度的吻合性，由于摩擦能主要有