基于实验和离散元素方法的花岩和砂岩的应变软化模型
Lan Cui1,2, Qian Sheng3,4, Junjie Zheng5
1State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, 430071, China. lcui@whrsm.ac.cn.
这项研究结合了实验室测试和数值模拟来分析岩石应变软化行为. 它揭示了花岩和砂岩如何失败,为岩石力学和微裂传播提供了洞察力.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 岩石机械学 岩石机械学
- 计算地质学的计算地质学
背景情况:
- 了解压力下的岩石质量行为对于基础设施设计至关重要.
- 应变软化是花岩和砂岩等岩石中关键的故障机制.
- 宏观和中视镜方法提供了对岩石变形的互补见解.
研究的目的:
- 分析花岩和砂岩的应变软化行为.
- 为硬质和软质岩石开发一个应变软化模型.
- 在宏观和中观层面研究岩石裂变机制.
主要方法:
- 实验室三轴压缩试验以获得应力-张力曲线.
- 使用PFC软件进行数值模拟的离散元件方法 (DEM).
- 使用实验数据对DEM参数进行校准.
主要成果:
- 在不同的限制压力下,在花岩和砂岩中特征应变软化.
- 通过将模拟与实验结果进行比较,验证了DEM的可行性.
- 分析了在故障期间的中视镜裂传播和粒子移位场.
结论:
- 结合的方法提供了对硬质和软质岩石应变软化的全面了解.
- 失效模式不同:砂岩受到限制和轴应力的影响,而花岩主要受到轴应力的影响.
- 研究为分析岩石应变软化行为提供了基础.
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