花岗岩单轴压缩破裂：声发射特性的离散元分析

"基于离散元方法的花岗岩单轴压缩破裂过程的声发射特性" 在本文中，研究人员探讨了花岗岩在单轴压缩下的声发射特性，这是通过结合室内实验和颗粒流数值模拟试验来实现的。声发射(AE)是一种无损检测技术，能实时监测材料内部的应力状态和破坏过程。通过对加载过程中的声发射数据进行监测，他们分析了荷载大小与声发射累积数的关系，并研究了峰值强度前割线模量的变化规律。 在单轴压缩实验中，研究人员观察到试件内部首先出现剪切裂纹，这表明初始破坏是由剪切应力引起的。随着加载的持续，颗粒单元内部的应力增加，导致拉伸裂纹逐渐形成，这揭示了破坏过程的复杂性，包括剪切和拉伸两种主要的破坏模式。 声发射活动的四个不同释放阶段对应于单轴压缩的不同荷载阶段。在峰值强度之后，声发射活动显著增加，表现为大量的振铃现象，这意味着试件的内部结构正在经历快速的破坏。此外，累积的声发射事件数量在这个阶段比峰值强度前显著增多，这表明材料的损伤程度在不断增加。 进一步的研究发现，试件的弹性模量在模拟过程中随着时间步的增加而逐渐减小，最终趋于一个特定的波动值。这可能意味着材料的刚度随着裂纹的形成和扩展而降低，反映了岩石的非线性力学行为。 这项工作对于理解岩石的破坏机制具有重要意义，特别是在矿产开采、隧道掘进和地质灾害预测等领域。通过声发射技术，可以提前识别岩石结构的不稳定性，从而采取预防措施，提高工程安全性。同时，使用颗粒流方法进行数值模拟，为理论研究提供了新的工具，有助于深入解析复杂的岩石力学问题。 关键词: 单轴压缩; 破坏机制; 声发射; 颗粒流方法 中图分类号: TD315 文献标志码: A 文章编号: 0253－9993(2015)08－1790－06 收稿日期: 2014－12－23 责任编辑: 许书阁 基金项目: 未提供具体信息