基于颗粒流的砂岩三轴破裂演化宏-细观机理

周杰^1,2，汪永雄¹，周元辅^1,2

1. 重庆交通大学土木工程学院2. 重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地

摘 要：以重庆地区砂岩的三轴压缩试验应力-应变曲线为基准,完成了二维颗粒流PFC^2d数值砂岩试样的细观参数标定。针对0.5²0 MPa围压下数值砂岩在双轴试验中的宏观力学响应,从试样内部位移、3种类型裂纹（总裂纹、拉裂纹和剪裂纹）的数目演化和角度分布等细观层面进行了解释。研究结果表明:PFC^2d数值试样能代表物理砂岩的主要宏观力学特性;试验过程中,试样内3种裂纹数目均呈"S"型累积,其突变点与宏观应力-应变曲线的弹、塑和破坏特征点对应;随着围压增大,由试验过程中剪裂纹始终占主导逐渐变为拉裂纹始终占主导,拉裂纹的占比逐渐增大;对于整个试样和破裂带,破裂带内拉裂纹的占比始终高于整个试样;总裂纹和剪裂纹角度分布的主方向明显,与加载方向相同;拉裂纹的角度分布较为均匀,在加载方向、破裂面及共轭破裂面方向的集中度相对明显。

关键词：砂岩;三轴压缩试验;颗粒流数值试验;细观分析;裂纹演化;围压;