东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (5): 725-729.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2017.05.024

• 资源与土木工程 • 上一篇    下一篇

孔径及孔隙率对火山岩强度特性影响的模拟

陈崇枫1,2， 徐涛1,2， Heap Michael 3， 杨天鸿1,2   

  1. (1. 东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳110819; 2. 东北大学 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室， 辽宁 沈阳110819; 3. 法国斯特拉斯堡大学 岩石变形研究所， 法国 斯特拉斯堡67084)
  • 收稿日期:2015-12-18 修回日期:2015-12-18 出版日期:2017-05-15 发布日期:2017-05-11
  • 通讯作者: 陈崇枫
  • 作者简介:陈崇枫(1991-)，男，山东菏泽人，东北大学博士研究生； 徐涛(1975-)，男，湖北随州人，东北大学教授，博士生导师； 杨天鸿(1968-)，男，辽宁抚顺人，东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:

    国家基础研究发展计划项目(2013CB227900，2014CB047100)； 国家自然科学基金资助项目(41672301，51474051，41172265)； 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N150102002)； 中法蔡元培项目(36605ZB)； 国家“十三五”重点研发计划项目(2016YFC0801607).

Modeling of the Influence of Pore Size and Porosity on Strength Characteristics of Volcanic Rock

CHEN Chong-feng1,2， XU Tao1,2， HEAP Michael 3， YANG Tian-hong1,2   

  1. 1. School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 3. Laboratoire de Déformation des Roches， équipe de Géophysique Expérimentale， Institut de Physique de Globe de Strasbourg， 5 rue René Descartes， 67084 Strasbourg cedex， France.
  • Received:2015-12-18 Revised:2015-12-18 Online:2017-05-15 Published:2017-05-11
  • Contact: XU Tao
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摘要：

在对火山岩圆球形孔隙结构研究的基础上，运用岩石破裂过程分析系统模拟了火山岩单轴压缩过程，研究了孔径及孔隙率对火山岩岩石变形强度特性的影响.研究结果表明:孔径从0.1mm增加到0.3mm，极限应变的降低百分率随着孔隙率的增加保持在一定范围内波动;弹性模量的降低百分率随着孔隙率的增加逐渐增加，并且呈现明显的线性增加趋势.在恒定孔隙率下，孔径对其影响主要表现在随孔径的增大，破坏模式由剪切破坏逐渐向劈裂破坏过渡.

关键词: 孔径大小, 孔隙率, 强度特性, 破坏模式, 数值模拟

Abstract:

Based on the study of the pore structure of volcanic rock， the uniaxial compression process of volcanic rock was numerically performed to investigate the influence of pore size and porosity on strength characteristics of volcanic rock using rock failure process analysis system (RFPA2D). The results show that under the pore size increasing from 0.1 to 0.3 mm， reduction percentage of ultimate strain with the increase of porosity keeps fluctuation within a certain range， elastic modulus’ reduction percentage increase with the increase of porosity and shows a linear increasing trend. Under the same porosity， the influence of pore size mainly shows that， with the increasing of the pore size， failure mode of the samples gradually tends to split fracture.

Key words: pore size, porosity, strength properties, failure mode, numerical simulation

中图分类号: