岩石单轴压缩实验

实验名称：岩石单轴压缩实验

一实验目的：

1.了解RFPA软件，熟悉软件界面，了解软件用途。

2.掌握软件RFPA的原理及使用方法。

3.了解岩石在外界压力的作用下的破碎情况。

4.掌握RFPA软件模拟岩石单轴压缩的过程。

二实验步骤：

1、熟悉RFPA软件界面，了解软件个部分的作用。见图1-1：

图1-1

2、运用软件进行相关试验

(1)试验模型

试样模型尺寸100mm×50mm ，网个划分为100×100个基元。采用平面应力问题，整个加载过程通过位移加载方式。力学性质参数如下表：

表2-1

（2）网格划分和参数赋值

网格的划分以及其他参数的赋值见下图2-1，2-2：

图2－1 岩石试件及参数设定值

图2－2 岩石试件参数设定

(3)边界条件和控制条件的选定

点击主面板上的控制键Boundary conditions，进行设置边界条件，其具体数据如

图2－3：

图2－3 加载力的数值设置

打开主面板上的Built，选择Control Information进行完成这个实验的步骤设置，具体数据如图2－4：

图2－4 加载步数设定

(4)计算过程以及结果分析

压缩破裂过程见图2-5：

图2-5压缩破裂过程

结果曲线分析，N-S曲线见图2-6

图2-6N-S曲线

从数值试验得到的载荷-位移全过程曲线再现了如下基本的岩石力学性质

○1.线性变形阶段。在加载的初期，载荷-位移曲线几乎是线性的。

○2.非线性变形阶段。当载荷达到试件最大承载能力的50%左右时，试件的变形开始偏离线性，部分基元破坏。

○3.软化阶段。当达到最大载荷之后，使试件进一步变形的载荷越来越小，进入弱化阶段，直至试件产生宏观破坏。

三实验结论及体会

试验数值表明，试件在破坏过程中,开始出现许多小裂纹，再进一步加载的条件下，试件中突发性地出现了由一系列小张裂纹汇集成的一个剪切带。载荷的宏观破裂带是由宏观剪切应力带中的大量细观拉伸微破裂汇聚形成的。同时，试件的宏观破坏并非发生在试件达到峰值应力的瞬间，而是在试件所受的载荷达到峰值应力以后的某个应力降之后。这个结果表明，岩石介质在达到最大承载能力之后，仍具有一定的承载能力。