含共面双裂隙复合岩三轴力学行为及能量演化规律

作     者：司余洁 肖桃李 袁浩 折海成 赵云峰 SI Yujie;XIAO Taoli;YUAN Hao;SHE Haicheng;ZHAO Yunfeng

作者机构：长江大学城市建设学院湖北荆州434023 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2024年第52卷第12期

页      面：71-83页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52204201) 岩土力学与工程国家重点实验室开放基金资助项目(Z020013) 油气钻采工程湖北省重点实验室开放基金资助项目(YQZC202204) 

主　　题：离散元 复合岩 共面裂隙 力学特性 能量特征 微裂纹 

摘      要：大量深部岩体工程中广泛存在着不同性质岩石相互接触,局部构成了典型的复合岩体,而裂隙构型属性和围压对复合岩力学行为、能量演化及裂纹扩展规律都有着显著影响。为了研究裂隙构型属性和围压对复合岩力学行为、能量及微裂纹演化规律的影响,基于室内单轴和三轴压缩试验,采用离散元软件构建含共面双裂隙复合岩三轴压缩颗粒模型,系统研究了复合岩在不同裂隙倾角、长度和围压下的力学行为、能量及微裂纹的演化规律。研究结果表明:①裂隙倾角和围压的增加对岩样的力学特性有着优化作用,裂隙长度的增加对其有着劣化作用,且复合岩从单向受力转变为三向受力时,力学特性发生骤变,得到显著的优化;②随着裂隙倾角、长度及围压的增加,复合岩能量大小分别呈现“U形分布、递减和递增的变化规律,能量的损耗主要出现在损伤应力以后;③岩样在变形加载过程中,产生的微裂纹以张拉裂纹为主,剪切裂纹主要出现在损伤应力后,裂隙几何参数和围压主要影响在相同应力阈值时的微裂纹演化特性。