岩石微观胶结模型及离散元数值仿真方法初探.pdfVIP

第 32卷 第 1期 岩石力学与工程学报 Vb1-32 NO．1 Jan．，2013 g ChineseJournalofRockMechanicsandEngineerin 2013年 1月 —． — 岩石微观胶结模型及离散元数值仿真方法初探 蒋明镜 ，2 陈 贺 ，刘 芳 (1．同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092；2．同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092) 摘要：基于胶结铝棒接触力学特性的系列室内微观试验，提出用于模拟岩石的微观胶结接触模型，并将该模型引 入二维离散元商业软件 PFC2D，模拟岩石室内单双轴压缩、直接拉伸和巴西试验，并将数值试验结果与室内试验 实测结果进行对比分析，验证该数值方法在反映岩石基本力学特性方面的有效性，研究结果表明，基于水泥微观 胶结模型的离散单元法能够合理地描述岩石的主要力学特性；通过胶结破坏数 目与轴向应力之间的关系曲线可以 识别岩石裂纹扩展的规律及各个阶段，并能够确定裂纹扩展过程中的起裂应力、裂纹损伤应力和峰值应力。 关键词；岩石力学；离散元法；胶结模型；裂纹扩展；裂纹损伤应力 中圈分类号：Tu45 文献标识码：A 文章编号：1000—6915(2013)01—0015—09 AM ICRoSCoPICBoNDM oDELFoRRoCK AND PRELIM INARY STUDY oFNUM EIUCALSIMULATIoN M ETHoD BYDISTINCTELEM ENT M ETHoD JIANGMingjing，2 CHENHe 2，LIUFang’ (1．DepartmentofGeotechniealEngineering，TongfiUniversity，Shanghai200092，China；2．KeyLaboratoryofGeotechnicaland UndergroundEngineering，MinbtryofEducation，TongiiUniversiyt，Shanghai200092，China) Abstract：Basedon aseriesofmicroscopicmechanicaltestson thebondedgranulesidealized bytwo glued aluminum rods，amicroscopicbondcontactmodelforrockswasproposedandimplementedintoacommercial distinctelementcode．Thecustomizedcodewasthenusedtosimulatetheuniaxialandbiaxialcompressiontests， the directtension testand theBrazilian teston rock．Thenumericalresultswere comparedwith available experimenta1datatoverifythebondcontactmode1．Theresultsdemonstratethathtedistinctelementmethod incorporated with the proposed modelcan capture hte fundamentalmechanicalbehaviorsofrocks．The relationship curvebetweenhtebondbrokennumber