不规则砂岩的三维模型数字重构及其破裂过程研究

以烂泥沟金矿为工程背景，基于数字图像处理及破裂过程分析程序对不规则砂岩进行三维模型数字重构，模拟单轴压缩作用下不规则砂岩的真实细观非均质力学模型的失效机理及破裂过程；研究了不同颗粒粒径及不同内部结构砂岩的破裂过程及力学特性。结果表明：不规则试件在单轴压缩条件下破裂模式由单裂纹向多裂纹转变，裂纹方向与主应力方向成一定夹角；随着应力的增加，试件内部拉伸破坏单元的产生、发育、贯通导致试件形成宏观剪切破裂带；岩石试样在破裂过程中释放的大部分能量来自于高应力区的破碎带。此外，在模拟过中发现试件越趋于球形，应力-应变曲线线性行为越长，试件强度越大。研究结果对探讨矿岩破碎机理、寻找高效节能的破岩方式具有重要意义。