含软弱夹层岩石材料的损伤破坏过程

《含软弱夹层岩石材料的损伤破坏过程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第24卷第13期岩石力学与工程学报Vol.24No.132005年7月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJuly，2005含软弱夹层岩石材料的损伤破坏过程赵永红，杨振涛(北京大学地球物理学系计算地球动力学重点试验室，北京100871)摘要：对含软弱夹层的岩石材料损伤破坏过程进行了试验观测和计算模拟研究。试验所用岩石材料为房山大理岩，平板状试件中心预制的割缝用较大理岩软弱的水泥砂浆充填。对试件受单轴压缩过程中，岩石材料和充填水泥沙浆中微裂纹的萌生、扩展、连通和闭合等过程进行了观测分析及显微照像。用

2、NOLM程序中的低抗拉应变软化本构模型对试验结果进行了有限元模拟计算。计算中，试件的几何形状与试验所用的完全相同，岩石材料的强度取为填充材料的5倍，加载采用试件的一端固定另一端逐步增加位移的办法来实现，由位移值反算出对应的远场单轴压缩载荷，将计算结果与试验观测结果进行对比，吻合较好。与野外观测相比，填充割缝能够更好地模拟实际的地质构造现象。关键词：岩石力学；大理岩；填充割缝；微裂纹；应变软化；有限元法中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)13–2350–07RESEARCHONFRACTURINGAROUNDC

3、EMENTEDSLOTINROCKSPECIMENZHAOYong-hong，YANGZhen-tao(ComputationalGeodynamicsLaboratory，DepartmentofGeophysics，PekingUniversity，Beijing100871，China)Abstract：Thefiniteelementsimulationofsub-crackdevelopmentaroundafracturecementedwithgroutinFangshanmarbleplatespecimenunderuniaxi

4、alcompressioniscarriedout.Theinitiation，coalescenceandrecoveryofsub-crackaroundaswellasinsidethecementedfracturearephotographedandanalyzedunderreal-timescanningelectronmicroscopeobservation.FiniteelementcomputationofthecrackprocessusingNOLMprogramwithastrain-softeningconstitu

5、tivemodeloflowtensilestrengthisperformed.Thecomputationresultrepresentstheexperimentalobservationfairlywell.Therealfractureorfaultsysteminearth，nomatterinsmallorlargescale，hasfillingmaterialssuchasfaultgougeorfaultclaywhichhaslowerstrength.Comparedwiththefieldobservation，thec

6、ementedoneshouldbeabettersimulationoftheactualgeologicalsituation.Thereforetheresultsgiveamorecomprehensiveunderstandingandsimulatingoffracturingprocessingeologicstructure.Keywords：rockmechanics；marble；cementedfracture；sub-crack；strainsoftening；finiteelementmethod微裂隙以及许多不同规模的

7、结构面，整个加载过程1引言中宏观上的应力应变特性受到这些微裂纹和结构面岩石材料的非均质性对其力学特性及受力后的的发展的很大影响。从力学上看，岩石材料的非均力学行为有较大影响。岩石材料是一种非均匀的质性表现为力学参数在一定的空间几何域内具有空多相介质，受岩石组分、岩石结构以及地质构造运间变异性，这种空间变异性既不是纯结构性的，也动等因素的影响，其内部含有多种形状的微孔洞和不是纯随机性的，而是具有整体结构性和局部随机收稿日期：2004–01–01；修回日期：2004–02–20基金项目：国家自然科学基金资助项目(40234042)；地震科学联合基金和

8、教育部高等学校博士学科点联合资助专项科研基金项目(100006)作者简介：赵永红(1958–)，女，博士，1982年毕业于北京大学地质学