岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (3): 729-749.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0674
郑路1,陈元睿1,吴怡涵1,张学略2,毕钰璋3
ZHENG Lu1, CHEN Yuan-rui1, WU Yi-han1, ZHANG Xue-lue2, BI Yu-zhang3
摘要: 通过物理试验研究了节理影响下的滚石碰撞破碎规律,并在室内碰撞试验的基础上,采用非连续变形分析(discontinuous deformation analysis,简称DDA)并行计算方法对滚石冲击―碰撞―破碎过程进行数值模拟。主要探讨节理和坡面的夹角β 、节理的连通率 k和滚石的冲击速度 V 对滚石破碎特征的影响。采用滚石表面积与初始滚石表面积之比η ,作为定量描述滚石破碎程度的量值,η 值越大,破碎程度越高。通过研究发现:(1)η 随k 的增大而增大;在较大速度冲击条件下时,k = 0.75时的η 值是k = 0.25时的1.2倍;(2)k = 0.25时,η 随β 的变化不大,当k = 0.50和0.75时,η 随 β 的增加而减小;(3)高速冲击下(6.8~7.4 m/s)的η 相对于低速条件(3.5~4.5 m/s)的η 提升了1.5倍;(4)随着滚石单节理连通率k从0增大到0.75,能量恢复系数呈现逐渐减小的趋势,其数值降低了1.6~1.9倍;(5)随着撞击速度的增加,滚石的能量恢复系数随节理夹角β 的增加而逐渐增大,最大可达1.6倍。(6)数值模拟与室内碰撞试验得到的破裂特征和破碎程度基本相同,单节理连通率和节理与坡面夹角的扩大影响了应力的传播,改变了试件破裂特征。(7)多节理滚石撞击破碎时,裂缝不沿节理设置轮廓延伸,不与远离岩石中心的节理相交。撞击后的碎片速度略低于撞击前的速度。本研究对揭示滚石原生节理影响下的碰撞破碎具有一定的参考意义。
中图分类号: P642| [1] | 王学良 ,张路青 ,张中俭 ,张爱民 ,云桂荣. 石经山藏经洞坡体滚石灾害危险性分析[J]. , 2012, 33(1): 191-196. |
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