异质岩石断裂随机场模型

用纳米压痕实测的弹性模量空间分布构建随机场，嵌入FDEM模拟异质岩石断裂，再现裂纹走向与峰值载荷。

Xi, Xun · Zhiming, Feng · Yang, Shangtong · Zegong, Ning · Pan, Jiliang · 张雷铭 · Yin, Ziqing · 蔡美峰

Rock Mechanics and Rock Engineering 2025

参数信息

弹性模量均值

65.64 GPa

变异系数

0.18

相关长度

0.57 mm

技术优势

实测表征非均质

采用网格纳米压痕直接测量花岗岩细观弹性模量，基于实测数据构建随机场，避免假设性参数。

嵌入FDEM

将随机场模型嵌入组合有限离散元法，实现岩石非均质断裂模拟。

再现裂纹路径

数值模拟的峰值载荷和裂纹轨迹与实验结果吻合良好，模型能揭示裂纹避开强区、穿过弱区的规律。

应用场景

• 岩土工程数值模拟：提供实测参数构建的随机场模型，可直接嵌入FDEM等数值代码进行非均质岩石断裂模拟。
• 岩石断裂分析：再现裂纹路径与峰值载荷，用于分析岩石断裂机理和预测强度不确定性。