文献类型：期刊文章

作　　者：张世瑞[1,2] 邱士利[1,2] 李邵军[1,2] 李平[3] 王旭[1,2] 胡训健[1,2]

ZHANG Shirui;QIU Shili;LI Shaojun;LI Ping;WANG Xu;HU Xunjian(State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering,Institute of Rock and Soil Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan,Hubei 430071,China;University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;College of Resources and Environmental Science,South-Central University for Nationalities,Wuhan,Hubei 430074,China)

机构地区：[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071 [2]中国科学院大学,北京100049 [3]中南民族大学资源与环境学院,湖北武汉430074

出　　处：《岩石力学与工程学报》

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41877256,51879261);国家自然科学基金联合基金资助项目(U1965205)

年　　份：2022

卷　　号：41

期　　号：S01

起止页码：2658-2672

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EAPJ、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为了研究细观非均质性对北山花岗岩中微裂纹萌生、扩展和贯通等破裂过程的影响,基于有限元/离散元耦合方法(FDEM)和数字图像处理技术(DIP),结合矿物晶体模型(GBM),分别构建3类北山花岗岩细观结构表征模型:聚类均布模型、Voronoi颗粒模型和聚类镶嵌模型。基于3类模型开展了单轴压缩试验研究,探究细观非均质性对北山花岗岩力学特性、声发射(AE)特征以及颗粒尺度裂纹扩展规律的影响。研究结果表明:3类模型均能捕获从微破裂损伤至宏观破裂的演化过程,即首先以晶间张拉裂纹为主,随后产生穿晶断裂,转变为以晶内裂纹为主,张拉破坏占主导地位;细观结构表征方式对模拟岩石的特征应力(启裂应力和损伤应力)控制效应非常显著;Voronoi颗粒模型和聚类镶嵌模型的AE特征与室内试验更为吻合;硬矿物含量的增大,会导致单轴抗压强度、特征应力和弹性模量增大,而泊松比反之;颗粒尺寸的增大,会导致单轴抗压强度和损伤应力明显减小;特征应力与刚度非均质性因子呈负相关。

关 键 词：岩石力学  花岗岩  非均质性 有限元/离散元耦合方法  多尺度晶体模型  数字图像处理

分 类 号：TU45]