岩石介质中多裂纹扩展相互作用及其贯通机制的数值模拟*

地震 ›› 2001, Vol. 21 ›› Issue (2): 53-58.

岩石介质中多裂纹扩展相互作用及其贯通机制的数值模拟^*

唐春安¹, 黄明利¹, 张国民², 焦明若²

1.东北大学岩石破裂与失稳研究中心, 辽宁沈阳 110006;
2.中国地震局分析预报中心,北京 100036

收稿日期:2000-08-02 修回日期:2000-11-10 出版日期:2001-04-30 发布日期:2022-10-27
作者简介:唐春安(1958-),男,湖南黔阳人,教授,1988年获博士学位,1993年博士生导师,主要从事岩石破裂过程失稳研究。
基金资助:
国家杰出青年科学基金项目(59525408);国家重点基础研究发展规划项目(G1998040700)

Numerical simulation on propagation, interaction and coalescence of multi-cracks in rocks

TANG Chun-an¹, HUANG Ming-li¹, ZHANG Guo-min², JIAO Ming-ruo²

1. Center for Rock Fracture and Instability Research, Northern University, Shenyang 110006, China,
2. Center for Analysis and Prediction, CSB, Beijing 100036, China

Received:2000-08-02 Revised:2000-11-10 Online:2001-04-30 Published:2022-10-27

摘要/Abstract

摘要： 运用岩石破裂过程分析RFPA^2D系统,通过对岩石试样中预置的一组右行右阶雁列式裂纹扩展过程的数值模拟,研究了非均匀岩石介质中多裂纹扩展的相互作用模式及其贯通机制。数值模拟再现的受压混合型裂纹扩展过程中逐步演变的全场变形过程,以及与细观非均匀性有关的声发射和断续扩展模式的“岩桥”现象,清晰地揭示出多裂纹扩展的相互作用及其贯通机制。模拟结果说明,对于岩石这种地质介质而言,忽略其非均匀性影响,可能会掩盖岩石变形与破裂过程中的许多与非均匀性有关的特殊现象,包括声发射或微震模式、岩桥或雁行断裂等。

关键词: 非均匀性, 断裂力学, 裂纹相互作用及贯通, 岩桥, 数值模拟

Abstract: The propagation, interaction and coalescence of multi-cracks in rocks were numerically studied by using a new ly dev eloped numerical code, Rock Failure Process Analy sis ( RFPA^2D).By demo nst rating the deformation and st ress field, the heterog enei ty-related acoustic emissions and the rock bridge behavior, the simulation rev ealed mechanism of propagation, interaction and coalescence of multi-cracks in bri ttle and heterogeneous rock. It is show n that, for rock materials which are highly heterog eneous, to treat it asa homog eneous and continuous material may result in a dif ferent simulation result from that for the real rock behavior, suchas acoustic emissionor microseism and rock bridg eoren-echelonfaults.

Key words: Heterogeneity, Fracture mechanics, Coalescence, Rock bridge, Numerical simulation

中图分类号:

P313
P584

唐春安, 黄明利, 张国民, 焦明若. 岩石介质中多裂纹扩展相互作用及其贯通机制的数值模拟^*[J]. 地震, 2001, 21(2): 53-58.

TANG Chun-an, HUANG Ming-li, ZHANG Guo-min, JIAO Ming-ruo. Numerical simulation on propagation, interaction and coalescence of multi-cracks in rocks[J]. EARTHQUAKE, 2001, 21(2): 53-58.

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