冲击载荷下岩石动态破坏过程的三维离散元模拟

Abstract

本文介绍了三维块体离散元计算方法,该方法用面弹簧刚度表征岩体的弹性性质,并将节理刚度、节理间距与岩体结构中的波速联系起来;探讨了不同尺度块体的时步选取的问题;研究了岩石等脆性材料在不同冲击载荷下的破坏形态和破坏过程,计算结果表明岩石的破坏形态与冲击载荷的形式、岩石材料的性质有很大关系:保持冲击载荷作用的时间不变,只改变冲击载荷的峰值压力(相当于改变弹体的冲击速度)时,随着峰值压力的增大,其横向影响范围减小,保持冲击压力不变,改变冲击载荷作用时间(相当于改变弹体的质量),随着冲击载荷作用时间的延长,破坏范围扩大,改变岩体材料的性质,尤其使岩石板为分层结构时,岩石板的破坏形态与破坏过程都明显不同;把计算结果与YoshikazuSawamoto等人在混凝板的试验结果做了对比,二者有较好的一致性。可以得出结论:三维块体离散元方法