矿业研究与开发

作者：胡量,肖桃李,折海成,赵云峰,郑远龙

关键词：层状复合类岩石;数值模拟;破坏特征;能量演化;弹性能耗比

在岩土工程中,失稳破坏常会同时发生于多层岩体内,其不同的组合方式、岩性等因素均会影响裂纹的发展趋势.研究采用离散元PFC2D软件建立试样模型,并模拟单轴压缩试验揭示软硬岩层占比对岩样力学性质、破坏特征及能量演化规律的影响.研究表明:(1)层状复合岩样中的硬岩部分占比是影响岩样峰值强度的主要因素,随着硬岩部分占比增大,岩样的峰值应力逐渐增大;(2)层状复合岩样的微裂纹数及输入总应变能均在相邻岩层厚度比(R)最小时取得最小值,表明R 的减小会导致岩样破坏的提前发生;(3)在层状复合岩样的能量分析中引入弹性能耗比K ,并验证了K 值的增大可以作为岩石发生变形破坏的预警信号;(4)层状复合岩样的主要破坏模式为张拉剪切混合破坏,宏观裂纹基本起裂于软岩部分,而后由于软岩部分横向应变的急剧增大,裂纹向硬岩部分贯通,揭示岩样的破坏是一个逐步丧失承载力的过程.研究成果可为实际工程提供参考.

来源：2025年第2期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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