隐伏地裂缝破裂扩展物理模型试验边界效应
作者:亢佳乐; 卢全中; 占洁伟; 杨天亮; 沈首秀
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物理模型试验是研究地质灾害变形破裂特征、过程和成因机制的有效手段。受模型箱尺寸的影响,边界效应问题在试验过程中非常重要。如何减小边界效应的影响一直是研究者关注的焦点。本文以隐伏地裂缝扩展物理模型试验为研究对象,通过物理模型试验现象分析和数值模拟验证,系统地分析了物理模型箱的边界效应。结果表明,箱体边壁阻尼与模型箱尺寸的比值是模型箱边界效应的主要控制因素。其中,侧壁阻尼与边界效应幅值呈正相关。当边壁摩擦角小于内摩擦角时,黏聚力是影响边界效应的主要因素。当边壁摩擦角大于内摩擦角时,摩擦是影响边界效应的主要因素。长方体的大小比会影响边界效果。幅值和长宽比与边界效应的幅度呈正相关,确定试验模型箱的最佳尺寸比为532.2。箱形边界效应对地下隐伏裂纹扩展的物理模型试验结果有重要影响。