含雁形钻孔砂岩力学特性数值模拟研究

钻孔卸压法是采矿等地下开挖工程中常用的释放岩石材料中高应力的安全控制方法。为了更好地了解岩石材料的破坏行为,采用ABAQUS软件,对含雁形钻孔的砂岩进行单轴压缩试验数值模拟,基于砂岩应力-应变曲线的计算结果,分析钻孔参数(钻孔排角、钻孔排数和钻孔直径)几何分布对砂岩抗压强度的影响规律。结果表明,与完整砂岩相比,含雁形钻孔的砂岩峰值应力明显降低,且降低幅度与钻孔参数分布形式密切相关;随着钻孔排角的增大,破坏趋势由轴向劈裂破坏逐渐转变为沿钻孔排列方向上的滑动剪切破坏再转为轴向劈裂破坏,峰值应力先减小后增大,在60°时有最小值;随着钻孔排数或钻孔直径的增加,破坏趋势由轴向劈裂破坏逐渐转变为沿钻孔排列方向上的滑动剪切破坏,峰值应力呈减小趋势。研究结果有助于加深对钻孔卸压法的认识,为地下工程安全开挖提供指导。