非均质岩石破裂及声发射演化数值模拟

来源：黄金科学技术杂志2018年第2期北京时间：

作者：程昊, 徐涛, 周广磊, 房珂

单位：1.中交天航港湾建设工程有限公司，天津 300450；2.东北大学岩石破裂与失稳研究中心，辽宁 沈阳 110819

摘要：在应变软化本构模型的基础上，考虑岩石材料非均质性和损伤过程中力学性质的弱化特性，建立了非均质岩石损伤软化本构模型，推导了损伤软化本构模型的差分格式，在VC++环境下实现了损伤软化本构模型在FLAC3D中的二次开发。研究了不同均质度对岩石变形强度等力学特性的影响，以及岩石破坏过程中的声发射演化特性。研究表明：随着岩石均质度的增高，岩石的破坏过程由延性向脆性转化，岩石峰值强度和峰值应变不断增大，而残余强度降低；当岩石均质度较低时，岩石破坏剪切带的形成会发生滞后，随着均质度的增加，单轴加载条件下岩石声发射体现出由强度低、频率高向强度高、频率低转化的特性，并表现出群震型、前震—主震—余震型和主震型3种典型模式。

关键词：FLAC3D,应变软化,非均质,岩石破坏,声发射,抗压强度

基金资助：国家973计划项目“重大岩体工程灾害模拟、软件及预警方法基础研究”（编号：2014CB047100）、国家自然科学基金项目“蠕变—疲劳交互作用下岩石变形损伤断裂机理研究”（编号：41672301）和“温度—渗流—应力耦合作用下脆性岩石蠕变特性及蠕变机理研究”（编号：51474051）、中央高校基本科研业务费资助项目“深部岩体蠕变损伤失稳多场耦合作用机理研究”（编号：N150102002）和黑龙江省科学基金项目“煤矿深部开采多物理场耦合作用下物化型软岩破坏机理”（编号：E2015031）联合资助