三点弯曲荷载下胶结充填体断裂行为试验研究

徐文彬^1,2，曹培旺¹

1. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院2. 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室

摘 要：为了研究下向分层开采胶结充填体断裂力学行为,分别设置不同偏置裂纹充填体试件进行三点弯曲试验,借助二维颗粒流软件PFC2D对充填体断裂裂纹扩展全程、破断方式及断裂机理进行分析。结果表明:当缝高比一定时,随着裂纹偏置比的增加,断裂峰值荷载越大;相同偏置比,随着缝高比的增加,断裂峰值荷载越小;裂纹偏置比在0,0.25和0.5时,裂纹从偏置处扩展且随着偏置比的增加,断裂面粗糙度和偏折角增大;裂纹偏置比在0.75时,裂纹从中心处扩展,断裂面粗糙度较小;断裂裂纹可分为3个阶段,且呈锯齿状扩展;利用二维颗粒流模拟充填体试件的裂纹扩展、破断方式及不平衡力场,结合其宏观力学的试验结果进行对照分析,探讨了细观断裂机制。

关键词：胶结充填体;三点弯曲;断裂行为;PFC2D;