清华大学学报(自然科学版)

作者：范星宇, 刘海明, 王希辉, 王美乾, 吴永红, 丁文云

单位：1. 昆明理工大学 建筑工程学院, 昆明 650500;<br>2. 中国地震局工程力学研究所 地震工程与工程振动重点实验室, 哈尔滨 150080;<br>3. 中国电力建设集团 昆明勘测设计研究院有限公司, 昆明 650051;<br>4. 中铁二院 昆明勘察设计研究院有限责任公司, 昆明 650500

关键词：单节理岩体,离散元法,裂纹扩展,破坏机制

基金：中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目(2020EEEVL0204); 云南省重大科技专项计划项目(202102AF080001-2); 云南省应用基础研究计划项目(202001AT070083)

岩石中普遍存在各向异性裂隙, 其中单节理作为一种简单基础的裂隙结构, 其力学行为研究可为评价和预测更复杂岩石体系的力学性能奠定基础。 为研究单节理岩石的微观裂缝演化机制与规律, 探究其对宏观力学参数和破坏特征的影响, 该文以滇中引水工程大理段香炉山隧洞的节理岩体为研究对象, 采用二维颗粒流数值程序对完整岩石和单节理岩石进行单轴压缩模拟试验, 分析节理长度及倾角的变化对宏观力学参数和破坏特征的影响。 结果表明： 单节理岩石的节理越长、 倾角越小, 单轴抗压强度、 峰值应变和弹性模量越小; 节理越长, 节理倾角对峰值应力、 峰值应变和弹性模量的敏感性越高; 试样大多呈张拉破坏, 裂纹萌生顺序为翼裂纹、 剪切裂纹、 次生剪切裂纹和远场裂纹; 随着节理倾角增大, 起裂位置由节理中部向尖端转移, 起裂方向由垂直于节理倾向转为平行于节理倾向; 节理长度越长, 破坏形成的主拉裂纹越少, 裂纹类型越简单, 翼裂纹起裂越早, 剪切裂纹起裂越晚。

来源：2024年第7期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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