继续节理岩石破坏过程数值模拟研究
黄梦宏，唐礼忠
(中南大学资源环境与建筑工程学院。湖南 长沙 410083)摘 要：采用岩石破裂过程分析RFPA系统，通过对岩石断续节理在压剪荷载作用下的声发射和位移特性进行教值分析，研究岩石断续节理的破坏过程。研究表明，岩石断续节理破坏过程具有几个不同的阶段，节理的倾角对破坏过程具有明显的影响。
关键词：数值模拟；声发射；岩石断续节理；破坏过程
断续节理是自然岩体中常见的岩石节理。岩体工程围岩中的节理对岩体工程的稳定性常起控制作用。在岩体工程围岩中，岩石节理主要受到压剪载荷的作用．因此，研究压剪荷载作用下岩石断续节理的破坏特性具有重要的理论和实际意义。岩石在发生破坏时会产生声发射．从微观机制看，声发射是岩石材料中微裂纹以及结构面的断裂扩张所释放的弹性应变能，它随着岩石破坏的进行，表现出不同的特征。因此，研究岩石破坏过程中的声发射特征是研究岩石破坏特性的一种有效方法。本文利用岩石破裂过程分析系统RFPA“’(rock failure process analysis)，对含断续节理的石英岩在垂直与水平力双向力作用下的压剪破坏过程的声发射特征和位移特性进行数值分析，研究岩石断续节理在压剪荷载作用下的破坏特征。
1 数值模型简介
RFPA系统是基于有限几应力分析原理开发的岩石材料渐进破裂直至观破坏过程的数值模拟软件，其基本思想是：将岩石材料的不均质性参数引入到计算单元．宏观破坏是单元破坏的积累过程；认为单元性质是线弹一脆性的，单元的弹模和强度等其他参数服从某种分布，如正态分布、韦伯分布、均匀分布等；当单元强度满足破坏准则时发生破坏，破坏后的单元比其它未破坏的单元的弹模更低，故可以以连续介质力学方法处理物理非连续介质问题。在模拟声发射时，认为岩石的损伤量、声发射同破坏单元数成正比。
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