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摘要
玄武岩作为工程领域中不可或缺的建筑材料，其颗粒的破碎特性对工程的建设有着重要的影响。基于离散单元法，采用光滑节理模型提出了一种可考虑玄武岩细观裂隙特征的数值颗粒模型。通过对五组不同粒径大小的玄武岩颗粒及数值颗粒进行单颗粒破碎实验。结果表明，所提出的数值模型可有效再现玄武岩颗粒破碎强度的离散性特征和尺寸效应。基于该模型对玄武岩颗粒的破碎行为进行了评估。结果发现，玄武岩颗粒的破碎强度基本服从Weibull分布，且存在着明显的尺寸依赖性，玄武岩颗粒的破碎过程可大致分为“弹性压缩”，“裂纹扩展”及“破坏”三个阶段。对数值模拟结果分析发现，光滑节理模型的摩擦系数会明显改变颗粒破碎的力-位移曲线样式，并且对颗粒的破碎强度也会产生较大影响，随着摩擦系数的增加，颗粒破碎强度由开始的快速增长变化为缓慢增长。而光滑节理模型的节理刚度不会改变颗粒破碎的力-位移曲线样式，对其破碎强度影响也较小。随着节理刚度的增加，颗粒破碎强度只出现小幅度的增长。
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单位湘潭大学; 土木工程学院
