单轴压缩下单裂隙岩石破坏的数值模拟研究

本文主要探讨了单轴压缩下单裂隙岩石的破坏行为及其对岩石力学性能的影响，通过应用岩石破裂过程分析软件RFPA2D进行数值模拟研究。研究对象是含有不同分布的单裂隙岩石试件，这些试件在单轴压缩条件下经历了裂隙的压密、微裂纹的萌生和扩展，以及最终的断裂破坏阶段。研究发现，相比于完整岩石，含有裂隙的岩石试件的力学性能显著下降，峰值强度随裂隙长度的增加呈负指数关系，即裂隙越长，岩石的强度越低。裂隙倾角的变化对峰值强度有显著影响，当裂隙倾角为45°时，岩石试件的强度达到最低点，随后角度增大时强度有所回升。 裂隙长度和倾角对岩石破坏模式的影响显著：裂隙长度较小或裂隙倾角较大的情况下，岩石试件的力学性能受影响不大，裂纹扩展也不明显，其破坏形式接近于完整岩石。这一研究对于理解岩石的稳定性以及在地质工程中的岩体稳定性评估具有重要意义，特别是在地下隧道挖掘、矿山开采等涉及岩体破裂的工程项目中，能够帮助工程师预测和控制可能的岩体破裂风险，提高工程设计的安全性和经济性。 作者王辉等人通过数值模拟的方法，不仅提供了岩石破坏过程的定量描述，还为后续的岩体稳定性和岩体工程设计提供了理论依据。该研究成果发表在《矿业与安全》杂志上，具有较高的学术价值和实际应用价值。整个研究采用的数值模拟技术有助于减少实验成本，缩短研究周期，并为岩石力学领域的发展做出贡献。