基于颗粒流方法的隧道围岩力学特性数值模拟研究

摘要

针对加载机制作用下深部岩石的力学特性,本文利用二维颗粒流数值模拟(PFC2D)方法,对阜新海棠山隧道围岩(砂岩)进行了不同加载速率下单轴压缩试验、巴西劈裂试验以及不同围压下的双轴压缩试验,分析了不同实验条件下砂岩的力学响应特征,研究结果表明:同一围压下,随着加载速率的逐渐增大,砂岩的单轴抗压强度、抗拉强度均呈逐渐递增趋势,加载速率由0.5 mm/s增大至2.0 mm/s,单轴抗压强度提升约6.91％,抗拉强度提升约13.53％;同一围压下,随着加载速率的逐渐增大,砂岩的双轴压缩应力-应变曲线变化规律基本一致,试样的峰值强度逐渐增大,在低围压状态时试样呈脆性破坏,在高围压状态时试样呈塑性破坏,且峰后曲线的波动性随加载速率逐渐增强.