PFC^(2D)平行黏结模型模拟岩石过程中的强度偏差机制OA

作为二维颗粒流程序(PFC^(2D))早期广泛应用的接触本构模型,平行黏结模型(PBM)被指出在模拟岩石破坏过程中会产生强度偏差,具体体现在抗拉强度和内摩擦角两方面。为揭示PBM仿真岩样强度偏差的机制,构建了同一校核参照下的PBM仿真岩样和平直节理模型(FJM)仿真岩样,开展直接拉伸和三轴压缩条件下的类实验室加载,从破裂演化、力链分布与颗粒位移响应等微观层面对比分析了偏差产生的机制。结果表明:无论是抵抗张拉破坏还是抵抗压剪破坏的能力,相较于FJM仿真岩样,PBM仿真岩样均呈现出偏高的峰值强度响应,这是因为PBM仿真岩样内部起裂相对更晚,但破裂局部化程度更高,致使微裂发育更为集中,使得峰前能量积累的集中程度更高并表现为更迅急的破裂幂律加速行为,最终生成相对更单一的宏观主破裂带。此外,受控于微裂演化过程中的高度局部化,PBM表现出偏低的内聚力和偏高的内摩擦角,Hoek-Brown强度参量m i值也相应偏大。研究成果可为分析早期大量的PBM仿真模拟结果提供参考。