基于PFC的层状板岩巴西劈裂渐进破坏能量分析

基于颗粒流软件PFC,研究了加载方向与层面法向呈不同夹角θ下的板岩巴西劈裂破坏能量演化规律。结果表明:层面的存在改变了起裂点位置和裂纹扩展方向,随θ的增大,吸收总能量、弹性应变能和耗散能均逐渐降低。当45°≤θ≤90°时,起裂点位置基本在圆盘中心,然后沿层面向两端扩展。吸收总能量、弹性应变能和耗散能衰减较慢;0°θ45°时,裂纹在距加载点最近的层面附近萌生,后层面阻挡了裂纹沿原方向扩展,微裂纹在层面无序生成并连通,然后穿越层面继续延伸,吸收总能量、弹性应变能和耗散能衰减较快。θ=0°时,层面对裂纹的延伸有阻挡作用,但并不改变其扩展方向。根据能量的传递规律可以确定裂纹萌生位置,裂纹的产生是能量耗散的主要原因。0°θ45°时的耗散能占比约比45°≤θ≤90°时大10个百分点。