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基于PFC3D-GBM的晶体-单元体尺寸比对花岗岩动态拉伸特性影响分析
文献摘要：
为从矿物颗粒尺度上探究花岗岩的动态拉伸力学行为,提出一种新型的基于颗粒流方法(particle flow code,PFC)的三维等效晶质模型(grain-based model,GBM),并利用FDM-DEM耦合建模技术构建三维分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)模拟系统.利用该系统对模拟岩样进行动态半圆弯拉(semi-circular bending,SCB)试验,探究试样破裂过程,并讨论晶体-单元体尺寸比对花岗岩动态拉伸力学行为的影响.研究结果表明:动载作用下的试样内部裂纹数目演化过程可分为萌生、缓慢增长、急速增长、趋于稳定4个阶段,且拉伸破坏是引起试样整体破裂的主要力学机制.随着晶体-单元体尺寸比的增加,试样晶内接触数量占总接触数量的比值逐渐上升并趋于稳定,而晶间接触占比则相应减小.试样破坏后产生的晶内裂纹数量占总裂纹数量的比值逐渐增大,导致试样发生宏观断裂时所需的外部荷载值上升,因此其动态抗拉强度上升且逐渐趋于稳定.PFC3D-GBM在研究晶质性岩石动力学方面具有可行性,是从矿物颗粒尺度上进行岩石力学探究的有力工具.
文献关键词：
岩石力学;三维矿物晶体模型;晶体-单元体尺寸比;动态拉伸;微裂纹特征
中图分类号：
作者姓名：
张涛;蔚立元;鞠明和;李明;苏海健;季浩奇
作者机构：
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116
文献出处：
引用格式：
[1]张涛;蔚立元;鞠明和;李明;苏海健;季浩奇-.基于PFC3D-GBM的晶体-单元体尺寸比对花岗岩动态拉伸特性影响分析)[J].岩石力学与工程学报,2022(03):468-478
A类：
三维矿物晶体模型,微裂纹特征
B类：
PFC3D,GBM,单元体,体尺,尺寸比,花岗岩,动态拉伸,拉伸特性,矿物颗粒,颗粒尺度,拉伸力,力学行为,颗粒流方法,particle,flow,code,grain,model,FDM,DEM,耦合建模,建模技术,技术构建,分离式霍普金森压杆,split,Hopkinson,pressure,bar,SHPB,模拟系统,半圆,semi,circular,bending,SCB,破裂过程,动载作用,内部裂纹,萌生,急速,拉伸破坏,力学机制,内接,内裂纹,动态抗拉强度,岩石动力学,岩石力学
AB值：
0.392039
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