裂隙岩体几何和力学表征单元体尺寸的颗粒流分析

李克利; 宋晓康; 张昌锁

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.05.007

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (05) : 59 -68. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.05.007

裂隙岩体几何和力学表征单元体尺寸的颗粒流分析

李克利, 宋晓康, 张昌锁

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摘要

确定裂隙岩体的表征单元体尺寸对于准确分析工程尺度裂隙岩体的结构特性和力学特性非常重要。根据加拿大Brockville铁路隧道内裂隙分布的地质参数,采用Monte-Carlo法构建大尺寸的裂隙网络模型,计算不同尺寸裂隙网络模型的单位体积内的裂隙面积(P₃₂)和单位体积内的裂隙数量(P₃₁),确定裂隙岩体的几何表征单元体尺寸（即几何REV）。然后采用颗粒离散元方法构建不同尺寸的等效岩体模型,利用数值试验法得到单轴抗压强度和弹性模量随岩体尺寸的变化规律,确定裂隙岩体的力学表征单元体尺寸（即力学REV）。最后探讨了几何REV尺寸与力学REV尺寸之间的关系,揭示了裂隙岩体结构特征和力学特征之间的内在联系。