基于PFC3D仿真重演的加载及卸载岩爆破坏特征研究

以兰-海高速公路桐梓隧道灰岩为研究对象，进行室内力学试验，并基于三维颗粒流程序PFC（particle flow code）进行加载和卸载岩爆试验数值模拟，得出不同应力状态下岩样的细观破坏特征。研究结果表明： 1）加载试验中岩石应力变化、颗粒位移、黏结破坏特征及能量变化情况均表现出3个阶段，即弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段。2）岩石加载强度随着初始应力的增大而增大，岩石储存的极限应变也随之增大。3）应力越大，卸载试验岩爆倾向及强度越大，这是由于岩石破坏时应力由卸载面转移到内部，导致岩石内部应力集中；在其他条件不变的情况下，初始应力越大卸载岩爆强度越大，径向应力增大对硐室围岩稳定性有着更不利的影响。4）岩石加载和卸载条件下岩石的破坏具有较大区别。