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裂隙性质对岩石压缩力学特性影响的扩展有限元研究 被引量：2
1
作者 宋孝天 刘红岩 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2023年第1期76-85,共10页
为探讨裂隙面变形参数对非贯通裂隙岩体压缩特性的影响,基于ABAQUS中的应变软化模型描述岩石力学行为,采用扩展有限元法(XFEM)计算裂纹扩展路径,重点研究了裂隙几何参数(长度、倾角、中心距、排距、数量)、强度参数(裂隙面摩擦因数)、... 为探讨裂隙面变形参数对非贯通裂隙岩体压缩特性的影响,基于ABAQUS中的应变软化模型描述岩石力学行为,采用扩展有限元法(XFEM)计算裂纹扩展路径,重点研究了裂隙几何参数(长度、倾角、中心距、排距、数量)、强度参数(裂隙面摩擦因数)、变形参数(裂隙面法向刚度及切向刚度)以及围压对裂纹扩展路径和岩石压缩力学特性的影响。研究结果表明,裂隙岩体单轴抗压强度和弹性模量随裂隙长度和数量的增加而不断降低;随着裂隙中心距和排距的增大,裂纹面间相互作用减小,裂隙岩体抗压强度和弹性模量均有不同程度的提高;随着围压、裂隙面摩擦因数、裂隙面法向刚度及切向刚度的增大,裂隙岩体抗压强度和弹性模量均随之提高;随着裂隙倾角由0°增加至75°,试样的抗压强度先减小后增大,并在倾角为45°时最小,呈开口向上的抛物线规律变化;裂隙长度、数量、倾角、中心距、排距以及围压对裂纹扩展路径影响较大。 展开更多
关键词 裂隙岩体 压缩破坏 XFEM 裂隙面法向刚度 裂隙面切向刚度
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考虑T应力的岩石压剪裂纹起裂机理 被引量：16
2
作者 刘红岩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1296-1302,共7页
传统断裂理论在研究岩石压剪裂纹起裂机理时,往往仅考虑裂纹尖端应力场Williams展开式中的r1/2奇异应力项,而忽略了非奇异应力项(T应力)的影响,造成理论预测值与试验结果不符。在对压剪应力下裂纹受力特征进行分析的基础上,将T应力引入... 传统断裂理论在研究岩石压剪裂纹起裂机理时,往往仅考虑裂纹尖端应力场Williams展开式中的r1/2奇异应力项,而忽略了非奇异应力项(T应力)的影响,造成理论预测值与试验结果不符。在对压剪应力下裂纹受力特征进行分析的基础上,将T应力引入传统断裂力学的最大周向应力准则,提出了考虑T应力的修正最大周向应力准则。同时考虑压剪应力下的裂纹应力传递特点,在上述准则中又引入裂纹面法向刚度及切向刚度等变形参数。最终建立了能够同时考虑岩石性质和裂纹几何参数(如裂纹倾角、长度等)、强度参数(裂纹面摩擦系数)及变形参数(裂纹面法向及切向刚度)的最大周向应力准则,更好地反映了岩石压剪裂纹起裂机理。算例表明由该方法计算得到的翼裂纹起裂角与试验结果吻合较好,同时通过参数敏感性分析发现裂纹尖端相对临界尺寸对翼裂纹起裂角的影响最大。 展开更多
关键词 T应力 岩石 压剪断裂 翼裂纹起裂角 最大周向应力准则 裂纹面法向及切向刚度
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