基于离散元的岩石断裂尺寸效应及断裂过程区演化特征分析

为了在离散元中研究岩石的非线性断裂过程,基于幂律型位移软化接触模型,针对一系列相似边切槽半圆盘花岗岩的三点弯曲试验进行数值模拟,并分析了其尺寸效应和断裂过程区演化规律。荷载位移曲线的峰后特征表明,随着半圆盘半径的增大,延性破坏逐渐过渡为脆性破坏,而测试结构的强度模拟结果与Baant尺寸效应理论吻合较好。在加载过程中,断裂过程区长度先增大后减小,并在荷载位移曲线的峰后达到最大值,该最大值与结构尺寸密切相关,当试件尺寸足够大,断裂过程区不受边界的约束而充分扩展,可达到饱和长度,而小尺寸试件的断裂过程区扩展会受到边界条件的限制。