压缩条件下玄武岩柱尺寸效应及破裂机理数值模拟研究

为研究压缩条件下玄武岩柱强度和变形的尺寸效应，及其破裂机理和破坏模式，本研究构建不同尺寸的玄武岩柱图像，然后将细观损伤力学、统计强度理论、连续介质力学相结合，基于RFPA^3D-CT的数字图像处理，将玄武岩柱图像转化为有限元网格模型，并分别赋予节理、岩石的材料力学参数，其中，考虑节理及岩石的非均质。开展压缩条件下的玄武岩柱数值试验，分析侧压、垂直柱轴方向(Ⅰ/Ⅱ)对玄武岩柱的力学尺寸效应的影响，以及玄武岩柱破裂过程的应力场演化与损伤破裂特征。研究表明：对于垂直柱轴方向Ⅰ的情况，当侧压为0 MPa,试件抗压强度无明显的尺寸效应；当侧压为2 MPa,试件抗压强度的尺寸效应临界值为4 m;当侧压为4、6、8 MPa,试件抗压强度的尺寸效应临界值为6 m。对于垂直柱轴方向Ⅱ的情况，当侧压为0、2 MPa,试件抗压强度无明显的尺寸效应；当侧压为4 MPa,试件抗压强度的尺寸效应临界值为4 m;当侧压为6、8 MPa,试件抗压强度的尺寸效应临界值为6 m。当侧压为0～8 MPa,随着模型尺寸的增加，试件抗压强度的横观各向异性系数变化范围为0.75～1.15;试件等效变形模量的横...