不同面积载荷作用下的岩石试件破裂数值模拟  被引量:12

Numerical Simulation of Rock Fracture under Action of Different Area Loading

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作  者:王来贵[1] 赵娜[1] 初影[1] 周永发[2] 

机构地区:[1]辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000 [2]中国电子工程设计院,北京100840

出  处:《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》2007年第6期918-921,共4页Journal of Shenyang Jianzhu University:Natural Science

基  金:国家自然科学基金重点资助项目(50434020);高等学校博士学科点专项科研基金(20040147003);教育厅重大基础研究资助项目(202182055)

摘  要:目的研究岩石受拉破裂的方法,探讨岩石拉破坏数值模拟方法的应用.方法采用试验和可模拟拉张破裂的数值模拟相结合的方法,分别选取加载面积直径为5 mm、10 mm、15mm3、0 mm、40 mm5、0 mm进行实验和数值模拟.结果由传统的数值模拟方法得出加载面积越小,应力集中的部分几乎贯通于岩石试件的整个对称轴,越近似于点载荷的情况;随着加载面积的增大应力集中的区域横向扩大,纵向缩短;由考虑拉破坏的对径受压岩石破裂数值模拟方法得出随着载荷作用面积的扩大,裂纹在纵向逐渐变短,横向破裂带越来越宽,这与试验结果相吻合.结论在载荷作用面积较小时,近似于点载荷的作用,岩石破裂近似于巴西劈裂;随着载荷作用面积的增加,拉应力集中范围在纵向变短,横向变宽;裂纹开裂范围也在纵向变小,横向变大.利用裂张单元可以模拟岩石的拉破裂.In order to study the rock fracture law under the action of the different area loading, it adopts the method of the combination of physical experiment and numerical simulation, separately selects the loading area which is 5mm, 10mm, 15mm, 30mm, 40mm, 50mm to do the experiment and numerical simulation. It gets the rock destroyed form under the different loading area. According to the rock characteristics of the tensile andthe non resisting compression, using the principle and the judgment criterion of the cracking and sketching element, it calculates the forming fracture case of the rock sample under the different loading area. It concludes that the action approximates to the point loading action and the rock fracture approximates to the Brazilian splitting in small loading area;with the creasing of the loading area, the centre area of the tensile stress turns shorter in the vertical and turns wider in the transverse; the splitting fracture area also turns smaller in the vertical and turns bigger in the transverse.

关 键 词:载荷 岩石 破坏 裂纹 数值模拟 

分 类 号:TD313[矿业工程—矿井建设]

 

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