含裂隙巖石破壞過程及相關(guān)規(guī)律的數(shù)值模擬研究.pdf

1、含裂隙巖石的破壞過程、裂紋擴(kuò)展規(guī)律及強(qiáng)度分析是巖土工程中一個重要的研究領(lǐng)域。在外力作用下巖石中裂隙的相互作用及擴(kuò)展貫通導(dǎo)致許多工程事故的發(fā)生，盡管不少學(xué)者用理論推導(dǎo)、現(xiàn)場試驗、經(jīng)驗總結(jié)及數(shù)值模擬對裂隙巖體問題做了大量的研究，但研究工作還尚有不足之處。因此研究裂隙巖石在外力作用下的破壞過程、裂紋擴(kuò)展規(guī)律及強(qiáng)度分析顯得尤為重要。本文運(yùn)用RFPA數(shù)值軟件對裂隙巖石破壞過程進(jìn)行研究，研究結(jié)果為隧道開挖及地下巷道支護(hù)提供一定的參考。并且得出以下幾

2、點結(jié)論:
　　(1)在單軸壓縮下，裂隙巖石的破壞受裂隙長度、裂隙傾角、裂紋面的摩擦系數(shù)及裂隙距巖石邊界距離的影響。裂隙巖石的強(qiáng)度隨著裂隙長度的增大而減小;隨著裂隙傾角的增大先減小后增大，在裂隙傾角為45°時達(dá)最小值;隨著裂紋面的摩擦系數(shù)的增大而增大;隨裂隙距邊界距離的增大而增大。
　　(2)裂隙數(shù)目、裂隙間距及交叉裂隙的的幾何分布都會對巖石強(qiáng)度造成一定的影響。對于含有平行裂隙巖石強(qiáng)度會隨著裂隙數(shù)目的增加而降低，隨著裂隙間距的

3、增大而增大;對于含交叉裂隙巖石的強(qiáng)度都會受主次裂隙之間的夾角的影響，且大部分含交叉裂隙巖石強(qiáng)度都要高于含單一裂隙巖石的強(qiáng)度。
　　(3)多裂隙巖體的破壞過程較單裂隙巖石破壞要復(fù)雜的多，其破壞過程包含拉伸破壞、拉剪破壞及剪切破壞的綜合;隨著裂隙數(shù)量的增多，應(yīng)力應(yīng)變曲線跌落次數(shù)會增加，這是因為受裂隙間巖橋的搭接、貫通及裂紋面的滑移影響。
　　(4)裂隙會影響巷道的破壞及圍巖穩(wěn)定性。裂隙傾角不同，巷道破壞形式不同，且巷道圍巖位移量