单轴压缩条件下岩样应变局部化剪切带的数值模拟研究

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ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｔｒａｉｎｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｓｈｅａｒ — ｂａｎｓｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｒｏｃｋｓｐｅｅｉｍｅｎｓｕｎｄｅｒｔｈｅｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇＦＩＡＣ３Ｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ
杜金宝，赵光明，程祥，孟祥瑞
（１．安徽理－７－．大学能源与安全学院，安徽淮南２３２００１；２．中国矿业大学煤炭资源与
安全开采国家重点实验室，江苏徐州２２１１１６）
摘要：在单轴压缩条件下，采用ＦＬＡＣ３Ｄ软件，对圆柱体岩石试样应变局部化剪切带的形成过程进行了数值模
第２０卷第６期
２０１３年１１月
安全与环境工程
ＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏ１．２０ＮＯ．６
ＮＯＶ．２０１３
单轴压缩条件下岩样应变局部化剪切带的数值模拟研究
Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＣｏａｌＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＳａ］ ’ ｅＭｉｎｉｎｇ，
ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｔｒａｉｎｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｓｈｅａｒ — ｂａｎｄｓｏｆｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｒｏｃｋｓｐｅｃｉｍｅｎｓｉｓａｇｒａｄｕａｌｐｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｉｔｓｕｌｔｉｍａｔｅｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｒｍｉｓｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅ．Ｆｏｒｃｕｂｏｉｄｓｐｅｃｉｍｅｎｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｄｅ — ｆｅｃｔｓｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ，ａｔｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｓｔｒａｉｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｃｃｕｒｓａｔｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｄｅｆｅｃｔｓ；ｗｉｔｈｔｈｅ
拟研究。结果表明：圆柱体岩样在单轴压缩条件下的应变局部化剪切带的形成是一个渐进的过程，其最终的破坏形式基本为剪切破坏；当长方体岩样内含有材料缺陷时，首先在材料缺陷处发生应变集中，随着轴向应变的增加，最终沿着材料缺陷形成一条贯穿于整个岩样的剪切带；所得的数值模拟结果与相关试验结果基本一致。关键词：岩石力学；单轴压缩；应变局部化；剪切带；材料缺陷；数值模拟
中图分类号：Ｐ６４２．１ｌ。。６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－１５５６（２０１３）０６ — ０１６４ — ０４
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｔｒａｉｎＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎＳｈｅａｒ－ｂａｎｄｓｏｆＲｏｃｋＳｐｅｃｉｍｅｎｓｕｎｄｅｒＵｎｉａｘｉａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ
ＤＵＪｉｎ — ｂａｏ，ＺＨＡＯＧｕａｎｇ — ｍｉｎｇ，ＣＨＥＮＧＸｉａｎｇ，ＭＥＮＧＸｉａｎｇ — ｒｕｉ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，