基于细观结构的温度-应力作用下北山花岗岩变形破坏过程的数值模拟研究

摘要

研究温度对岩石物理力学特性的影响，对核废料深埋地质处置和深部开采等重大工程具有十分重要的意义。通过对前人提出的方法进行改进建立近似反映材料非均匀性且适用于实验所用试件的细观结构有限元模型.在一定的假设和参数选取基础上，基于此模型进行温度-应力作用下北山花岗岩的变形破坏数值模拟.计算结果表明温度的升高使试件的变形性质由脆性向延性转变，最后的破坏裂纹分布由低温下“以载荷裂纹为主”的裂纹模式转为高温下“以热裂纹为主”的裂纹模式，与实验现象取得了良好的一致性.通过与实验结果对比分析，发现数值模拟得到的拉伸强度在中高温度下趋于精确，而低温下趋于理想高温下趋于保守，是因为真实岩石中的初始缺陷和矿物热熔效应导致.