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地球上绝大部分的岩体中都含有裂隙缺陷,而由裂隙缺陷引起的工程事故屡见不鲜,所以有关于裂隙缺陷的扩展而引起的岩体破坏作为一个无法回避的问题,越来越得到岩石力学界、工程地质界以及相关工程界的重视。目前有关二维裂隙扩展的研究成果较多,岩石三维裂隙扩展的研究有待完善。由于三维裂隙试件制作困难,且裂隙扩展的过程因其不透明性而不易观察,给通过试验而得到三维裂隙扩展规律带来了非常大的阻力,而数值模拟成为解决这些难题最直观、有效的方式。 本论文为了获得岩石不同裂隙单轴加载的破坏机理,利用ANSYS软件建立了含倾角分别为0°、30°、45°、60°和90°的表面裂隙和内置裂隙模型,以有限差分软件FLAC-3D为计算平台,利用FISH语言编制数值计算程序对模型进行计算分析。计算结束后,提取了相关的塑性区变化图、裂隙扩展图,以及模型试件加载过程中试件上表面中心位置一点的应力值、应变值、破坏强度和裂隙的起裂角度、位置,通过分析发现:单轴加载过程中,含相同倾角表面裂隙试件比内置裂隙试件更容易发生裂隙的扩展和受压破坏,但它们裂纹扩展路径都是在裂隙尖端附近最大主应力方向上,而且翼裂纹最早出现;含60°倾角表面裂隙试件在单轴加载过程中,相对于含其它倾角表面裂隙的试件塑性区最快从试件内部衍生到表面、最早产生裂隙的起裂而且最容易发生受压破坏;含60°内置裂隙试件在加载过程中,相对于含其它倾角内置裂隙的试件最早出现翼裂纹和反翼裂纹的扩展,而且在相同加载条件下裂纹扩展的长度最大,也最容易受压破坏,翼裂纹的出现早于反翼裂纹,但反翼裂纹扩展活跃并很快超过翼裂纹的扩展长度而主导了试件的受压破坏;内置裂隙试件的起裂强度有由倾角90°和0°向54.7°内置裂隙模型减小的趋势,验证了文中内置币状裂隙最有利扩展角为54.7°的推算。 通过分析不同倾角表面和内置裂隙的扩展过程,不仅强化了人们对岩石力学和断裂力学中有关三维断裂问题以及局部和广义岩石工程失效问题的进一步认识和了解,而且为水利、能源以及土木工程等领域相关工程的计算分析提供理论依据。因此,本文具有非常重要的理论意义以及现实价值。