DOI:10.13379/j.issn.1003-8825.202207064开放科学（资源服务）标识码（OSID）不同围压梯度下砂岩力学及声发射特性研究孙舒1，赵晓东2，田秋红3，叶伟1（1.泰州职业技术学院建筑工程学院，江苏泰州225300；2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点试验室，江苏徐州221116；3.徐州开放大学，江苏徐州221116）摘要：分别对砂岩试样施加不同围压，在不同围压梯度下，施加轴向荷载，探究应力-应变的变化及声发射产生数量规律；基于离散元理论，采用二维颗粒流PFC2D软件，建立不同围压下砂岩岩石模型，结合试验数据，研究不同围压梯度下砂岩力学特性及声发射事件的产生。结果表明：随着围压的不断增大，砂岩的破坏应力逐渐增大，达到破坏后产生的微裂缝也逐渐增多。关键词：围压；砂岩；离散元；声发射事件；应力应变；微裂缝中图分类号：TU458文献标志码：A文章编号：1003−8825(2023)03−0115−060引言砂岩是工程中常见的岩体之一，结构稳定，通常呈现红色或淡褐色，多分布在华中与华南地区。砂岩主要以陆源碎屑岩为主，孔隙结构发达，其抗压强度是岩土工程及实际应用中的重要指标之一。当前颗粒流软件PFC是从细观角度出发，通过测量宏观检测指标进行参数标定[1]，来实现对模型正确性的把控，还可以对模型颗粒的力-位移进行实时检测，在岩土工程领域中应用越来越广泛，常海波[2]通过对沥青混凝土进行三轴压缩力学试验，并建立不同速度和围压加载过程离散元模型，分析了沥青混凝土明显的加载速率效应与围压效应；杨为民等[3]通过引入水力来对圆柱体试样进行加载冲刷，通过施加恒定的围压探究水力作用下模型试样开裂的状态，研究发现水力裂缝与岩体试样的天然裂缝有很大的相关性；刘操[4]通过分别建立柔性膜施加围压下的动三轴与常规三轴的离散元模型，结合试验分析得出，在研究饱和砂土液化前期中有较好的适用性，其还能以配位数的变化响应宏观力学表现。本文在考虑加载固结基础上，施加平行黏结模型，利用PFC2D建立砂岩离散元模型，从细观角度上分析不同围压作用下岩体受压的力学特性以及应力-应变规律，同时结合裂缝（声发射）产生来验证工程实践规律。1离散元基本理论1.1力学原理离散元法中颗粒之间在力的作用下会产生动态相互作用，当颗粒内力达到平衡状态，颗粒系统就达到稳态，颗粒的动态行为通过时间步长算法在数值上表示，其中假设速度和加速度在每个时间步长内是恒定的[5]。采用显示中心差分法进行动态松弛求解，实质是在逐步积分的计算...
