基于颗粒流程序的不同加卸载条件下泥岩蠕变破裂规律研究

为研究平顶山12矿泥岩在不同加卸载围压速率下的蠕变破裂规律,在Bugers蠕变模型的基础上引入非线性黏塑性体(NVPB)串联构成Bugers-NVPB模型,基于颗粒流理论建立颗粒间力与位移的数值积分方案,二次开发出适用于二维颗粒流程序(PFC^2D)且具有加速蠕变特性的黏弹塑性蠕变模型。建立PFC2D模型,并进行单轴压缩和三轴分级加载蠕变的模拟,通过与室内试验对比,验证了Bugers-NVPB模型对于蠕变试验的可行性。在此基础上,进行单轴压缩和不同加卸载围压速率下蠕变试验,分析了不同条件下试样的破裂形态、微裂纹数量和破裂机制。结果表明:在加卸载围压条件下,泥岩蠕变破裂形态比单轴压缩条件下更为复杂,且微裂纹总数更多;随着加卸载速率的增加,泥岩蠕变破裂形式由以剪切破坏为主,向张拉破坏为主过渡,微裂纹发育的局部化效应更加显著,微裂纹总数有所减少;在蠕变破裂阶段,试样均产生大量的张拉裂纹,且随着加卸载速率的减少,试件中较少的剪切裂纹对宏观破裂形态的影响愈加显著。