花岗岩卸荷节理形成机制数值模拟

摘要

节理作为地壳广泛发育的基本构造类型,在地壳浅部构造层次的构造演化中起着重要的作用,并在工程稳定分析中也具有重要影响.利用Ansys数值模拟平台,借鉴花岗岩岩爆试验,分别模拟花岗岩以0.025 s/MPa、0.05 s/MPa、0.1 s/MPa、20 s/MPa速率抬升至地表过程中卸荷节理特征.模拟结果表明:花岗岩卸荷节理的形成主要与围压卸载速率有关,当以0.025 s/MPa卸载时,花岗岩成层性明显,在超过0.025 s/MPa卸载时,花岗岩出现破裂剧烈、碎裂状和成层性较弱的特点.花岗岩在地下550 m处出现水平卸荷节理,在700 m处出现竖直卸荷节理,未出露地表时上覆岩体卸载是卸荷节理出现的主要因素.当接近并出露地表后花岗岩水平卸荷节理受风化、剥蚀作用影响显著,竖直卸荷节理除风化作用还受岩体自重影响.