不同应力路径下岩石细观力学性能离散元研究

来源：黄金科学技术杂志2023年第1期北京时间：

作者：李杰林,王京瑶,肖益盖,李小双

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽 马鞍山 243000, 绍兴文理学院土木工程学院，浙江 绍兴 312000

摘要：岩体工程中的应力状态对围岩的稳定性具有重要影响。为研究地下巷道中岩体应力状态对围岩稳定性的影响规律，基于离散元理论，对地下巷道开挖过程的应力状态进行分析，开展了围压卸载—轴压增加、围压卸载—轴压不变和围压卸载—轴压减少3种不同卸载路径下的三轴压缩数值模拟试验，并与常规三轴压缩试验进行对比，分析了不同应力路径下的岩石宏观强度特征及细观损伤过程差异性。结果表明：强度准则和应力张量状态不受卸载路径的影响，但不同应力路径下岩体的损伤过程不同，围压卸载—轴压不变应力路径下的微观裂纹发育最密集，而围压卸载—轴压增加应力路径下的裂纹丛集速度最快。研究结果可为地下巷道开挖过程中的围岩应力卸载破坏分析提供参考。

关键词：应力路径,离散元,损伤过程,强度准则,应力张量,裂纹扩展

基金资助：湖南省自然科学基金项目“寒区冻融循环作用下裂隙岩体损伤局部化效应研究”(2020JJ4712),金属矿山安全与健康国家重点实验室开放课题“深部高应力巷道围岩结构面与危险块体自动识别方法研究”(2020-JSKSSYS-06),浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室开放研究基金项目“深部高应力硬岩开挖卸荷的时变力学特性及其变形破裂机理”(ZJRMG-2018-Z03)