含单节理非均质花岗岩细观破坏特征的数值模拟研究

为揭示含单节理非均质花岗岩的细观力学特征及损伤破坏规律，基于Lac du Bonnet(LdB)花岗岩的矿物组成，利用通用离散元软件UDEC(Universal Distinct Element Code)建立含不同节理倾角的非均质矿物晶体模型(GBM，grain based model)，并开展单轴和双轴压缩试验，分析节理倾角及围压效应对岩石细观力学特征及开裂过程的影响。试验结果表明：除 0°倾角外，单轴试验的抗压强度随节理倾角的增大而增大，弹性模量和泊松比几乎不受节理倾角的影响。双轴试验中，试件的抗压强度和弹性模量与单轴试验表现为相同的规律，而泊松比随节理倾角的增大而缓慢降低。在微裂纹演化方面：初始阶段中拉伸微裂纹最先开始发育，剪切微裂纹和拉剪复合型微裂纹发展滞后;在稳定发展阶段，拉伸微裂纹发展速度放缓，剪切微裂纹和拉剪复合型微裂纹快速发育;在非稳定发展阶段，拉伸微裂纹数量趋于稳定，剪切微裂纹数量逐渐减少，拉剪复合型微裂纹继续保持增长趋势;在试件破坏阶段剪切微裂纹数量持续下降，复合型微裂纹仍保持快速发展。在试件的最终破坏结果上，0°节理倾角的试件和其他倾角有所不同，试件中部没有明显的宏观破坏带，而在其他节理倾角试件中有翼裂纹和反翼裂纹的形成，但反翼裂纹发育不及翼裂纹明显。节理倾角的不同对试件宏观裂纹的分布有一定影响，随着倾角的增大宏观裂纹的分布越来越分散。