摘要:
为探究单轴压缩下缺陷砂岩的力学特性研究，运用离散元法（Discrete element method，DEM）来建立双裂隙岩桥下不同倾角及不同距离的含缺陷砂岩数值模型，并结合细观裂纹演化和能量演化建立损伤本构方程。研究结果表明，（1）岩桥倾角与距离显著调控缺陷砂岩力学响应与破坏机制，高倾角（60°，90°）促进沿最大主应力方向的张拉裂纹扩展，形成广域张拉区；低倾角（0°, 30°）则增强剪切作用，形成拉剪复合破坏。弹性模量及抗压强度随倾角与距离变化呈现“勺子状”非线性特征，整体随倾角增大呈现先减小后增大趋势。（2）缺陷砂岩的能量演化曲线对岩桥角度具有依赖性，总能量与耗散能随倾角增大呈先减后增趋势，在90°时达到峰值。岩桥距离影响以45°为界，小倾角下能量随距离增大单调递减；大倾角下则呈先增后减。弹性能耗比柱状图呈现三阶段特征，其峰后突变可作为砂岩失稳的临界能量信号及强度失效判据。（3）基于耗散能建立了含岩桥参数的能量损伤本构模型，该本构模型拟合精度高，通过对其模型验证可以有效表征在不同岩桥参数下缺陷砂岩的变形破坏全过程。研究结果可为深入探究缺陷砂岩的力学行为及能量演化特性提供理论参考。
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