节理岩体宏观力学参数尺寸效应的数值试验-东北大学.PDF

第３４卷第７期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．７ ２０１３年 ７月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｊｕｌ．　２０１３ 节理岩体宏观力学参数尺寸效应的数值试验 １ １ １ ２ 冯艳峰 ，杨天鸿 ，于庆磊 ，张　哲 （１．东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳　１１０８１９；２．沈阳工业大学 建筑工程学院，辽宁 沈阳　１１０１７８） ２Ｄ 摘　　　要：基于Ｍｏｎｔ－Ｃａｒｌｏ法，建立了节理岩体的结构面网络，采用ＲＦＰＡ －ＤＩＰ数值模拟软件把生成 的网络图转化为有限元网格，从而建立能反映材料细观结构的数值模型．对其中６个不同尺寸的节理岩体试 件进行单轴受压数值模拟试验，分析了不同尺寸节理岩体应力与应变之间的关系，以及抗压强度和变形模量 的尺寸效应，并对岩体的破坏过程进行了研究，描述了１５００ｍｍ×１５００ｍｍ岩体的破坏过程．结果表明，随着 岩体尺寸的增大其抗压强度和变形模量均减小，但变化幅度却越来越小，抗压强度随尺寸增大趋于稳定的速 度更快，并得出了指数衰减的拟合关系式，不同尺寸岩体的破坏过程大致相同．该研究方法为节理岩体宏观力 学参数的研究提供了一种新方法． 关　键　词：节理岩体；抗压强度；变形模量；尺寸效应；破坏过程 中图分类号：ＴＵ４５　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１３）０７－１０２７－０４ ＮｕｍｅｒｉｃａｌＴｅｓｔｏｎＳｉｚｅＥｆｆｅｃｔｏｆＭａｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆＪｏｉｎｔｅｄＲｏｃｋｍａｓｓ １ １ １ ２ ＦＥＮＧＹａｎｆｅｎｇ，ＹＡＮＧＴｉａｎｈｏｎｇ，ＹＵＱｉｎｇｌｅｉ，ＺＨＡＮＧＺｈｅ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓ＆ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１７８，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＦＥＮＧ Ｙａｎｆｅｎｇ，Ｅｍａｉｌ：ｆｙｆｗｊｈ＠１２６．ｃｏｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｏｎｔＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅｎｅｔｗｏｒｋｏｆｊｏｉｎｔｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｗａｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ，ａｎｄｉｔｗａｓｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｔｈｒｏｕｇｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｄｅ ＲＦＰＡ２ＤＤＩＰ，ｗｈｅｒｅｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｔｅｓｔｓｏｎｓｉｘ ｒｏｃｋｍａｓｓｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｏｆｒｏｃｋｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｌｏａｄｉｎｇ， ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｓｔｒａｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｊｏｉｎｔｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｕｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｊｏｉｎｔｅｄｒｏｃｋｓｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄ，ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆ１５００ｍｍ×１５００ｍｍｒｏｃｋｍａｓｓｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｕｓｄｅｃｌｉｎｅｓｗｉ