裂隙岩体宏观力学性质的数值模拟

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由于裂隙岩体在构造形成时过程非常复杂,所以内部有大量的不同尺度的细、微观缺陷。如孔洞、微裂纹等,是一种不均匀、各项异性、非弹性的损伤材料,其力学性质特别复杂。通常岩体的物理力学参数是通过现场测试以及常规物理实验室实验获得的,但是由于岩体在构造形成时的过程非常复杂,其岩体内部存在大量的不同尺度的细观和微观的缺陷。现场测试及常规实验室实验往往不能大规模的反映岩体的宏观物理力学性质。且现场测试及常规实验室实验常常受到场地、人力、物力、试件尺寸、资金、不能大量重复实验等诸多条件的限制,大大影响了现场测试以及常规实验室实验的测量的准确度以及方便性。  本文基于大型有限元分析软件 ANSYS10.0分别在二维和三维情况下对含有不同种类软弱结构面的岩块进行了数值模拟。二维情况下分别对含有不同组软弱结构面的岩块在单轴和双轴受力情况下进行了数值模拟,得到了其受力后的破坏模式,所得结果与常规实验室得到的结果能够比较好的吻合。三维情况下模拟了含有不同倾角结构面在不同围压下的受力情况,求出了其包括变形模量在内物理力学参数、强度特征、变形模量的尺寸效应、单轴抗压强度的尺寸效应,并得到了其受力后的破坏模式等结果。为实际岩土工程建设岩石参数的选取提供了一定的指导意义。
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