岩石破裂数值试验报告

研究岩石的拉伸试验

一、实验目的

1、通过学习RFPA，基本掌握RFPA的使用方法

2、通过学习RFPA，了解数值模拟试验条件和RFPA的基本功能

3、研究巴西试验不同加载方式对试验的影响

二、实验数据

式样尺寸：直径为80mm ；单元划分：100*100个单元；均质度：m=2.0；应力分析模式：平面应力；加载方式：点加载和线加载；加载条件：位移控制加载；加载量：每步0.002mm；弹性模量均质：50000MPa；单轴抗压强度：400MPa；最大拉应变系数：

1.5；最大压应变系数200，泊松比均质：0.25；

三、实验过程

1、点加载实验

从岩石刚开始有裂隙到最后完全破坏，通过位移分步加载，每步加载位移量为0.002mm。实验过程图如下

下图为加载步骤、应变、加载载荷和应力数据

由数据绘制的应力—应变曲线如下

由数据和图可知岩石圆盘的最大拉应力为9.27MPa

2、线加载过程

线加载就是把圆盘与压板接触的地方改为线接触，其他数据都不变，过程图如下

下图为加载步骤、应变、加载载荷和应力数据

由数据绘制的应力—应变曲线如下

由数据和图可知，圆盘的最大抗拉强度为12.68MPa。

3、实验结果

从点加载和线加载实验可以看出，岩石圆盘与压板线接触比点接触时的最大抗拉强度大。

四、实验分析

巴西圆盘实验进行的拉伸试验减少了实际中需要花费的人力、物力和时间，但这并不是沿着平行于轴线的一条直线加到试件上的，那样会造成加载不均匀。压板和圆盘不可能保持全线紧密接触，并且线加载还会造成圆盘表面破坏，实际的加载载荷是沿着一条弧线加上去的。

从实验图可以看出，岩石是由中心附近开始破坏，在压板与岩石接触的部位，岩石受到的是压应力，而在离开边缘后，沿各个方向的压应力都在减小。在沿X方向虽然岩石受的拉应力比压应力小，但岩石的抗拉强度小，所以岩石沿着X方向破坏。

五、实验总结

在学习做这个模拟实验的过程中，通过对不同加载方式实验，我们看到了试件在每一步时的变形量。我们通过改变试件所受压力和试件的参数来研究它的变化规律，我了解了该程序的基本要求和步骤，掌握其中的加载过程，对岩石的性能有更深刻的认识，这和我们平时看到的岩石表面截然不同。

由于岩石的抗拉强度比抗压强度小的多，所以在现实中我们应该尽量利用岩石的抗压强度，尽可能避免拉应力的存在，以减少事故的发生。