Étude sur l'influence des caractéristiques géométriques des fissures sur les propriétés mécaniques macroscopiques des roches environnantes de route

Le granit, bien qu'en général peu poreux, contient souvent de nombreuses microfissures ou microfractures qui contraignent considérablement sa résistance mécanique. Cette étude se concentre sur les propriétés mécaniques des roches détériorées en raison des joints et des fissures dans le granit, en utilisant le granit mesozoïque de Sanjiazi dans l'Uplift de Liaodong, ville de Dandong, comme étude de cas. Un modèle d'éléments discrets basé sur l'écoulement de particules a été établi en utilisant une approche d'essai-erreur pour calibrer itérativement les paramètres microscopiques jusqu'à ce qu'ils correspondent aux conditions réelles. Différents massifs rocheux fracturés ont subi des tests de compression uniaxiale et des simulations numériques d'éléments discrets orthogonaux impliquant un plan expérimental à 4 facteurs et 4 niveaux. Une analyse de régression linéaire multivariée a évalué l'impact des quatre facteurs sur les propriétés mécaniques du granit, tandis que des expériences numériques ont étudié l'influence des facteurs individuels sur ses caractéristiques mécaniques macroscopiques. Les résultats indiquent que les caractéristiques géométriques des fissures exercent une plus grande influence sur la résistance maximale du granit que sur son module élastique. Plus précisément, la séquence des paramètres géométriques des fissures affectant la résistance maximale est : composant de position Y de la fissure > composant de position X de la fissure > longueur de la fissure > angle d'inclinaison de la fissure. De même, la séquence de leur impact sur le module élastique est : composant de position X de la fissure > composant de position Y de la fissure > longueur de la fissure > angle d'inclinaison de la fissure. À mesure que l'angle augmente, le point d'initiation de la fissure se déplace progressivement vers les deux extrémités de la fissure, le spécimen subissant principalement des fissures de traction et des ruptures de cisaillement localisées aux extrémités de la fissure. Des fissures plus longues sont corrélées à une résistance maximale inférieure et donc à une stabilité moindre du granit. Les changements de position des microfissures primaires dans le granit altèrent considérablement sa résistance maximale et son état contrainte-déformation après le pic, bien que sans effet prononcé sur le module élastique. Cette recherche contribue à des perspectives précieuses pour prédire les propriétés mécaniques du granit fracturé.