不同规则程度玄武岩柱压缩破裂机理数值模拟

作者：王永艺; 陈甜甜^*; 龚斌; 王婷婷; 唐春安

来源：地下空间与工程学报, 2022, S2: 642-658.

• 压缩条件
• 规则程度
• 玄武岩柱
• 破裂机理
• 数值模拟

压缩条件下，不同规则程度玄武岩柱的强度和变形存在差异，且其破裂机理亦存在区别。构建不同规则程度的玄武岩柱图像，然后将细观损伤力学、统计强度理论、连续介质力学相结合，基于RFPA3D-CT的数字图像处理，将玄武岩柱图像转化为有限元网格模型，并分别赋予节理、岩石的材料力学参数，并考虑节理及岩石的非均质。开展不同侧压条件下的玄武岩柱数值试验，以研究其强度变形特性，及其破裂机理、累计声发射数、损伤破裂特征。研究表明：侧压0 MPa、6 MPa情况下，随着柱体不规则程度的增加，玄武岩柱的抗压强度基本呈先微增(或增加)再减小的趋势；玄武岩柱的等效变形模量呈波动变化(或先增加再减小)的趋势；随着柱体不规则程度的增加，或者随着侧压的增加，玄武岩柱抗压强度，趋于横观各向同性；分析了侧压0 MPa、6 MPa条件下不同规则程度玄武岩柱的应力场演化过程。在累计声发射数方面，从加载过程中峰值应力所对应的累计声发射数出现的先后顺序，及其量值由小到大的角度来看，分别为柱体不规则、中等规则、基本规则和完全规则；从损伤的角度，分析了侧压0 MPa、6 MPa条件下不同规则程度玄武岩柱的损伤破裂特征。

• 单位
  中国地质大学（武汉）; 大连理工大学; 海岸和近海工程国家重点实验室; 地质过程与矿产资源国家重点实验室; 土木工程学院