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循环加卸载下节理砂岩宏细观损伤破坏机制研究
循环加卸载下节理砂岩宏细观损伤破坏机制研究
摘要：本文通过对循环加卸载下节理砂岩宏细观损伤破坏机制的研究，探讨了循环负荷作用下砂岩的力学行为和损伤特征。研究发现，在循环负荷作用下，砂岩会经历弯曲、剪切、碎裂等力学变形，孔隙系统则会被破坏和扩展。通过寻找损伤演化的规律，可以为砂岩岩体工程设计和工程稳定性评估提供理论依据和参考。
关键词：节理砂岩；循环加卸载；力学行为；损伤演化；工程稳定性
引言
节理砂岩是一种常见的岩石类型，广泛存在于地质工程中。在实际工程应用中，砂岩的强度和稳定性是工程设计和施工过程中需要考虑的重要因素。而循环负荷作用下的砂岩力学行为和损伤破坏机制，对岩石的工程应用和稳定性评估具有重要意义。
为了深入了解节理砂岩在循环负荷作用下的力学行为和损伤特征，本文从宏细观的角度进行研究，通过实验和数值模拟方法，对砂岩的力学行为和损伤演化进行系统分析。
研究方法
本文采用实验和数值模拟相结合的方法，对节理砂岩的循环加卸载过程进行研究。实验部分通过岩石力学试验仪对砂岩样本进行循环加载，在不同循环次数下观察样本的力学行为和损伤特征。数值模拟部分采用离散元方法对砂岩的宏细观力学行为进行模拟，通过模拟结果进一步分析砂岩的损伤演化规律。
结果和讨论
实验结果表明，在循环加载过程中，砂岩样本的强度和刚度会逐渐降低，裂纹和孔隙扩展会逐渐增加。循环加载过程中，砂岩样本的主要破坏模式为剪切和碎裂，节理面的破坏和扩展是砂岩损伤的主要形式。随着循环次数的增加，砂岩样本的损伤程度和破坏程度不断增加，最终导致完全破坏。
数值模拟结果进一步验证了实验结果。通过离散元模拟，可以观察到砂岩样本中的微观裂纹和孔隙的形态和分布，进一步分析了砂岩的损伤演化规律。模拟结果显示，在循环负荷作用下，砂岩样本的裂纹会扩展和连接，导致砂岩的强度和稳定性下降。
结论
本文通过对循环加卸载下节理砂岩宏细观损伤破坏机制的研究，揭示了砂岩在循环负荷作用下的力学行为和损伤特征。研究结果对砂岩岩体的工程设计和工程稳定性评估具有重要意义。未来的研究可以进一步探讨不同循环负荷条件下砂岩的力学行为和损伤演化规律，以改进工程设计和施工方法。
参考文献
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