岩爆特性PFC^3D数值模拟试验研究

文章以西南某铁路隧道岩爆灾害为研究对象,基于颗粒流理论和PFC3D程序,通过一系列岩爆特性的数值模拟试验,得出了多种应力路径下的岩样细观破坏特征。结合室内力学试验结果可知:(1)岩爆倾向性指数测试表明所研究隧道花岗岩围岩段储能条件较好,发生中、高烈度的岩爆的可能性较大;(2)三轴卸载试验揭示了岩爆发生时围岩卸载方向产生强烈的扩容变形,而且围压越大、卸压越快,围岩产生岩爆的烈度越高;(3)PFC3D数值模拟试验对岩爆的模拟效果超过预期,可作为一种新的途径,代替部分室内试验进行岩爆机理和防治对策的深入研究。

基于PFC^(3D)单轴压缩下含2条裂隙试样力学行为的数值分析

基于离散元数值分析软件PFC3D中的颗粒接触黏结模型,以校核试验数据的方式获得数值模型的细观参数,进一步建立含有2条裂隙的数值计算模型,分别设定岩桥倾角为15°,30°,45°,60°,75°和90°。研究岩桥倾角对裂隙试样的峰值强度、起裂应力、峰值强度时刻轴向应变、弹性模量和破坏模式的影响。研究结果表明:岩桥倾角对含2条裂隙试样弹性模量的变化影响极小,但对峰值强度和起裂应力具有较大影响;随岩桥倾角的变化,裂隙试样单轴抗压强度与起裂应力有相似的变化关系,岩桥倾角影响裂隙试样在峰值应力时的应变。另外,岩桥倾角影响单轴荷载下裂纹的扩展方式,60°岩桥最容易贯通,15°和90°岩桥最难贯通。