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研究晶粒尺寸对花岗岩强度和破坏行为的影响，采用可破碎的多边形颗粒模型( Investigation into the effects of grain size on strength and failure behaviors of granites using a breakable polygonal grain–based model )
Zhao Wang Tiehang Wang Saisai Wu Yanzhou Hao
岩石的微观结构是影响其力学行为的重要因素之一。为了研究颗粒尺寸对花岗岩强度和破坏行为的影响，建立了一个基于可破多边形颗粒的离散元模型来模拟岩石的微观结构。该模型考虑了矿物颗粒类型、粒度分布和矿物组成，并捕捉到了破坏过程中的晶间和晶内裂纹。利用该方法，建立了6种不同晶粒尺寸的试件，通过一系列压缩试验，研究了晶粒尺寸对峰值强度、变形特性、微裂纹分布和宏观破坏形态的影响。结果表明，岩石强度与粒径成反比，峰值应变随粒径呈下降趋势，杨氏模量和泊松比随粒径呈上升趋势。同时，随着晶粒尺寸的增大，裂纹萌生应力、剪切裂纹/晶内裂纹与总裂纹的比值也急剧增大。在单轴压缩试验中，由小颗粒组成的岩石倾向于单剪切带断裂，而由大颗粒组成的岩石倾向于轴向劈裂断裂。岩石在高围压下的破坏模式主要是“X”型双剪破坏，裂隙宽度随晶粒尺寸的增大而增大。该模型为研究晶粒尺寸对岩石微观力学行为的影响提供了可靠的方法，其结果可用于预测脆性岩石的宏观行为。
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