不同强度岩石破坏过程及声发射数值模拟6.pdf

第 30 卷 第 8 期 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol. 30 No. 8 2008 年 8 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug. 2008 不同强度岩石的破坏过程及声发射数值模拟 王学滨 辽宁工程技术大学力学与工程科学系 , 阜新 123000 摘 　要 　采用 FLAC 模拟了初始内聚力及内摩擦角对具有随机材料缺陷单轴平面应变压缩岩样破坏过程及声发射的影响 ; 采用编写的若干 FISH 函数规定随机缺陷及统计发生破坏的单元数目. 密实的岩石服从莫尔- 库仑剪破坏与拉破坏复合的破 坏准则 ,破坏之后呈现应变软化- 理想塑性行为 ;缺陷在破坏之后经历理想塑性行为. 随着密实岩石强度参数的提高 ,从应力 峰值到残余应力的应力降、轴向应变增量提高 ,贯通试样的剪切带出现滞后 ,试样内部最终发生破坏的单元数降低. 对于密实 岩石强度参数高的试样 ,缺陷全部发生破坏之后 ,密实岩石没有立即发生破坏 ;应力峰值被达到之后 ,破坏的单元数增长不 大. 在加载过程中 ,声发射数有显著增加的三个区段. 区段 1 、2 及区段 3 的绝大部分位于峰前. 在区段 3 的峰前阶段 ,声发射 数的增加源于缺陷的长大、聚结、传播和竞争. 强度参数越高 ,区段3 越长 ,区段3 的峰值越低. 这表明当密实岩石的强度参数 较高时 ,密实岩石单元破坏相继发生 ,破坏过程持续得较长. 关键词 　岩石 ; 破坏过程 ; 内聚力; 内摩擦角; 剪切带 ; 声发射 ; 随机缺陷 分类号 　TU 452 Numerical simulation of failure processes and acoustic emissions of rock specimens with different strengths W A N G X uebin Department of Mechanics and Engineering Sciences , Liaoning Technical University , Fuxin 123000 , China ABSTRACT 　For rock specimens with initially random material imperfections in uniaxial plane strain compression , the effects of ini tial cohesion and internal friction angle on the failure processes were modeled using FLAC. FISH functions were used to generate ran dom imperfections and to remember the number of failed elements. For the intact rock exhibiting the linear strainsoftening behavior beyond the occurrence of failure and then the ideal plastic behavior , the failure criterion is a composite MohrCoulomb criterion with tension cutoff. The imperfection undergoes the ideal plastic behavior beyond the occurrence of failure. As the strength parameters (initial cohesion and internal fric