文章摘要:为了研究细观非均质性对北山花岗岩中微裂纹萌生、扩展和贯通等破裂过程的影响，基于有限元/离散元耦合方法（FDEM）和数字图像处理技术（DIP），结合矿物晶体模型（GBM），分别构建3类北山花岗岩细观结构表征模型：聚类均布模型、Voronoi颗粒模型和聚类镶嵌模型。基于3类模型开展了单轴压缩试验研究，探究了细观非均质性对北山花岗岩力学特性、声发射（AE）特征以及颗粒尺度裂纹扩展规律的影响。研究结果表明：3类模型均能捕获从微破裂损伤至宏观破裂的演化过程，即首先以晶间张拉裂纹为主，随后产生穿晶断裂，转变为以晶内裂纹为主，张拉破坏占主导地位；细观结构表征方式对模拟岩石的特征应力（启裂应力和损伤应力）控制效应非常显著；Voronoi颗粒模型和聚类镶嵌模型的AE特征与室内试验更为吻合；硬矿物含量的增大，会导致单轴抗压强度、特征应力和弹性模量增大，而泊松比反之；颗粒尺寸的增大，会导致单轴抗压强度和损伤应力明显减小；特征应力与刚度非均质性因子（SHF）呈负相关。

文章关键词:

论文DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2021.0284

论文分类号:TU45