软硬互层岩体力学及变形特性的离散元模拟

作者：黄锋; 周洋^*; 郑艾辰; 杨永浩; 胡学涛

来源：地下空间与工程学报, 2022, 18(04): 1146-1156.

• 软硬互层岩体
• 室内试验
• 离散元
• 力学特性
• 破坏机制

采用离散元软件PFC2D模拟软硬互层岩体渐进破裂过程，研究倾角、软硬层厚比和围压对其力学特性及变形特性的影响。研究结果表明：(1)软硬互层岩体抗压强度、黏聚力、内摩擦角和弹性模量随岩层倾角的增加先减小后增大，随围压的增加逐渐增大，随软层厚度的增加逐渐减小；(2)软硬互层岩体强度与其单结构面理论强度分布规律大致相同，但实际强度没有保持不变的倾角范围，且在最不利破坏倾角α=π/4+φj/2附近的变化幅度也没有单结构面理论强度明显；(3)硬层中生成贯穿层理面裂隙所需应变随软层厚度增大，增大岩体裂隙数量发展速度随岩体倾角的增加先增加后减小，在45°或60°时达到峰值，围压增大，岩体裂隙发展越充分；(4)软硬互层岩体在岩层倾角0°时为贯穿层理面的张剪破坏，在30°～60°时为沿层理面的剪切滑移破坏，90°时为沿层理面和局部贯穿层理面的复合张剪破坏；(5)围压的增大会诱发岩体发生剪切破坏，而软层厚度的增加可增强岩体破坏时的完整性。

• 单位
  重庆交通大学; 土木工程学院