不均质性对岩石破裂过程的影响实验研究

张艳博^1,2，张恩源^1,2，孙林^1,2，田宝柱^1,2

1. 华北理工大学矿业工程学院2. 华北理工大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室

摘 要：为探讨岩石不均质性对岩石破裂过程的影响,采用数值模拟的办法,借助RFPA^2D软件开展不同均质度下岩石单轴压缩试验。分析整体均质度对岩石破裂过程的影响,发现应力峰值强度与岩石整体均质度系数m呈正相关,与内部原始缺陷数量呈负相关;均质度系数m增大,裂纹裂隙扩展继承性增强,岩石破坏模式由延性向延-脆性转变,并最终向脆性转变。在此基础上,通过添加矿物夹层的方法改变岩石局部均质度,并分析局部均质度对岩石破裂过程的影响。发现石英矿物夹层使得岩石试件整体的力学性能有所提高,云母矿物夹层则弱化岩石材料的力学性能。相较于石英矿物夹层结构面,软弱的云母矿物夹层结构面对岩石最终破裂形态影响较大。

关键词：岩石材料;非均质性;单轴压缩试验;数值模拟;