平行双裂隙砂岩力学特性和裂纹演化离散元分析

"含平行双裂隙砂岩裂纹演化特征离散元分析" 本文主要探讨了含平行双裂隙砂岩在力学性能和裂纹演化方面的特点，采用离散元方法(PFC2D)进行了深入研究。离散元法是一种基于颗粒间相互作用的数值模拟技术，常用于地质和岩土工程领域，能有效模拟复杂地质材料的行为。 作者张力、靖洪文、丁书学和杨利军通过校核的细观参数构建了数值模型，模拟了含平行双裂隙砂岩的单轴压缩过程。研究发现，与完整的砂岩试样相比，含有平行双裂隙的砂岩在力学性能上表现出明显的下降。这体现在峰值强度、峰值应变以及弹性模量的降低，这些指标是衡量材料抗压能力、变形能力和刚度的重要参数。 进一步的研究揭示了裂隙倾角对砂岩性能的影响。随着平行双裂隙倾角的增加，试样的峰值强度、峰值应变和弹性模量呈现上升趋势。这表明裂隙的角度对于材料的破坏模式和强度有着显著的影响。当裂隙倾角为0时，裂纹首先在裂隙中部产生，并沿试样长度方向扩展。而在裂隙倾角为30°、45°和60°的情况下，裂纹起源于裂隙尖端的应力集中区域，随后逐渐贯通并延伸至试样两端。而当裂隙倾角达到90°时，裂纹则从试样端部开始形成，并沿着垂直于轴向的方向发展。 这些发现对于理解含裂隙砂岩在地质工程中的行为至关重要，如隧道挖掘、地基处理和矿山开采等。平行双裂隙的存在可能导致结构稳定性降低，增加灾害风险。因此，对于含有裂隙的岩石进行精细的力学性能评估和裂纹演化预测是必要的，以确保工程安全和设计的合理性。 关键词涉及的关键概念包括平行双裂隙、力学特性、裂纹演化特征。这些概念对于地质工程师和岩土科学家来说，是研究岩石破坏机制、预测地质灾害和优化工程设计的重要参考依据。 中图分类号：TU45 指的是该研究属于土木工程领域的建筑科学与工程，具体为岩土工程的范畴。文献标志码：A 表示这是原创性的科学研究文章，具有较高的学术价值。文章编号：1008－8725（2017）04－0326－04 是该论文在特定期刊上的唯一标识，方便后续引用和检索。