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考虑多晶岩石颗粒尺度非均质性的花岗岩裂纹扩展模拟合成岩体(SRM)模型( A Calibrated Synthetic Rock Mass (SRM) Model for Simulating Crack Growth in Granitic Rock Considering Grain Scale Heterogeneity of Polycrystalline Rock )
K Farahmand MS Diederichs
本文提出了一种基于颗粒的离散单元模型，用于模拟多晶岩石的准脆性破坏，该模型考虑了岩土材料组构的颗粒尺度、几何和材料非均质性。岩石材料是由多边形颗粒通过它们的粘合接触结合在一起的集合体所表示的。结果表明，通过沿晶界裂纹的发展，可以直观地模拟微断裂过程。对模型的微观力学参数进行了标定，使模型在受压和受拉过程中再现了与岩石相似的物理特性。校准过程基于对一组控制模型弹性和断裂行为的输入参数进行分类。通过模拟一系列压缩三轴和Brazilain拉伸试验,研究了模型的强度、摩擦力和粘聚力等宏观性能与颗粒和界面输入的微观力学性能之间的关系。数值试验结果表明，离散元-Voronoi模型具有模拟脆性材料破坏前后响应的能力。该模型定量地准确地预测了花岗岩的宏观性质,如弹性性质、损伤阈值（裂纹萌生应力和相互作用应力）、峰值强度（拉伸强度和压缩强度）、三轴强度包络（摩擦角和粘聚力）。结果表明，考虑岩石组构的微观结构非均一性对脆性岩石破裂模型的成功模拟具有重要意义。
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