含孔洞岩石试样三维破裂过程的并行计算分析

岩石破裂过程中裂纹的萌生、扩展、贯通和相互作用都呈空间三维分布,采用三维数值模拟才能更真实地模拟岩石的破裂过程。基于东北大学的大规模并行计算环境,利用RFPA3D-Parallel程序进行了含孔岩石试样在单轴、双轴和三轴加载条件下破裂过程的数值模拟。数值模拟表明:①数值模拟再现了单轴载荷作用下孔洞周边裂纹区的分布规律,这证实了数值模拟程序的正确性;②在双轴压缩载荷作用下,试样的承载能力的提高非常有限,含孔试样的破裂模式为劈裂破裂,破裂面大致平行于加载平面;③在三轴压缩条件下,试样的承载能力大幅度提高,试样的破裂模式与最大主应力的作用方向有关,在平行于孔轴的高压应力和侧向约束条件下孔周围岩才会发生分区破裂。