岩石介质非均质性对破裂过程的影响研究

摘要

在虚内键模型的基础上,研究岩石介质非均匀性对宏观力学行为的影响。虚内键模型(VIB)认为,固体材料在微观上是由离散的质量微粒组成的,微粒之间由一虚内键连接,虚内键根据一种特定的连接法则,使得该模型在模拟固体材料破坏时不需要断裂准则,并根据微粒之间的相互作用推导出了材料的宏观本构方程。引入细观基元的两种状态——实体基元和空气基元,用来描述细观基元在荷载作用下细观损伤由量变到质变的渐进过程。通过对均质度系数m=1.1,1.5,2.0,3.0,5.0的不同岩样破裂过程的模拟发现,均质度系数对岩样应力–应变曲线和宏观破坏模式有显著的影响:随均质度系数提高,应力–应变曲线峰前线性增强,峰值强度增大,峰后更为陡峭,破坏模式呈脆性模式。