基于离散元方法的粗糙性节理岩体直剪力学及尺寸效应特性

TD315; 天然岩体中存在多组随机结构面,同时结构面几何上存在粗糙特性,基于这两种特性,建立了一种粗糙离散节理网络(Rough Discrete Fractures Network)RDFN模型,并基于颗粒流PFC2D开展了RDFN模型直剪条件下力学特性研究,与直线型DFN模型进行了对比.结果表明:节理几何粗糙特性对裂隙岩体的抗剪特性影响显著.相同加载条件下,考虑粗糙性后RDFN模型的抗剪强度、剪切模量均较DFN模型显著增高;DFN模型中微裂纹沿节理方向贯通,局部存在少量的基岩破坏,RDFN模型破坏模式相对复杂,沿剪切方向基岩单元破坏显著;随着样本尺寸的增大,节理模型的抗剪强度、剪切模量总体...

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Published in煤炭学报 Vol. 43; no. 4; pp. 976 - 983
Main Authors 王培涛, 任奋华, 蔡美峰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京科技大学城市与地下空间工程北京市重点实验室,北京 100083 01.04.2018
北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083
长沙矿山研究院有限责任公司 金属矿山安全技术国家重点实验室,湖南 长沙 410012
北京科技大学城市与地下空间工程北京市重点实验室,北京 100083%北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083
Subjects
rough discrete fractures network
jointed rock mass
直剪试验
尺寸效应
节理岩体
数值模拟
direct shear test
size effect
numerical simulation
粗糙节理网络模型
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2017.1061

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Summary:TD315; 天然岩体中存在多组随机结构面,同时结构面几何上存在粗糙特性,基于这两种特性,建立了一种粗糙离散节理网络(Rough Discrete Fractures Network)RDFN模型,并基于颗粒流PFC2D开展了RDFN模型直剪条件下力学特性研究,与直线型DFN模型进行了对比.结果表明:节理几何粗糙特性对裂隙岩体的抗剪特性影响显著.相同加载条件下,考虑粗糙性后RDFN模型的抗剪强度、剪切模量均较DFN模型显著增高;DFN模型中微裂纹沿节理方向贯通,局部存在少量的基岩破坏,RDFN模型破坏模式相对复杂,沿剪切方向基岩单元破坏显著;随着样本尺寸的增大,节理模型的抗剪强度、剪切模量总体上均呈现降低趋势;尺寸效应分析结果表明抗剪指标均在尺寸达到4.0m后趋于稳定.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2017.1061