岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (8): 2824-2837.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0729CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0729
陈骞,申林方,王志良,李松波,华涛,徐则民
CHEN Qian, SHEN Lin-fang, WANG Zhi-liang, LI Song-bo, HUA Tao, XU Ze-min
摘要: 为深入研究温度效应对岩体裂纹演化机制及破坏模式的影响,基于常规态型近场动力学方法,引入最大主应力与Mohr-Coulomb强度准则判别裂纹扩展类型,建立了考虑热-力耦合效应模拟岩石裂纹演化过程的数值计算模型。通过与热-力耦合有限元数值解、孔口应力集中解析解及岩石单轴压裂试验对比,验证了模型在处理热-力耦合作用下材料断裂行为的可靠性,并探讨了温度效应、环境温度及加载速率等因素对岩石裂纹萌生及扩展行为的作用机制。研究结果表明:预冷处理后岩石裂纹萌生提前、扩展速率加快,峰值强度降低幅度为13.1%~17.2%,呈现拉伸主控破坏特征。随着环境温度的升高,裂纹扩展路径集中,峰值强度提升了3.2%~18.6%,破坏过程延迟,拉伸裂纹发育受到抑制,破坏模式逐渐向剪切裂纹主控转变。当加载速率升高时,裂纹演化时间压缩。相对于常温条件,预冷处理贯穿时刻裂纹占比的提升差异从22.8%降至2.95%,表明高加载速率会显著降低温度效应对裂纹扩展影响的敏感性。
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