非均质岩石单轴压缩下损伤演化规律数值模拟研究.pdf

有有色色矿矿冶冶NON-FERROUS MINING AND METALLURGY第 40 卷第 1 期2024 年 2 月Vol.40No.1February 2024文章编号：1007-967X（2024）01-43-06非均质岩石单轴压缩下损伤演化规律数值模拟研究*李红丽（辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001）摘要：岩石在单轴压缩直至破坏的过程较快，无法通过肉眼观察裂纹扩展形态，为定量分析花岗岩在单轴压缩下损伤演化规律，利用数值模拟软件模拟非均质花岗岩单轴加载过程，通过模拟模型在不同时步下破坏单元数量，基于有效承载面积的损伤变量理论，计算岩石的损伤变量，进而对非均质花岗岩损伤规律研究。研究结果表明：（1）花岗岩在数值模拟单轴压缩下，会产生共轭破坏（“X”型破裂），其裂纹最初产生的裂纹是由右上到左下的斜向裂纹，其次产生由左上到右下的斜向裂纹，最终形成“X”型共轭破裂；（2）在压缩与弹性阶段数值模拟损伤变量增加较少，在裂纹发展阶段数值模拟损伤变量开始以平均增幅为 0.003 5 缓慢增加，在峰后破坏阶段数值模拟损伤变量以平均增幅为 0.035 激增，与岩石时间与应力的曲线变化有很好的一致性。研究结果可对后续非均质岩石表面与内部裂纹发展相关性提供新的研究途径，进而为岩石破坏预警监测提供新的研究途径。关键词：非均质岩石;数值模拟;裂纹扩展;损伤变量中图分类号：TU456文献标识码：A0引言岩石是天然产出的具有稳定外形、稳定结构的集合体，并按照一定方式结合而成，其结构内存在大量的微小裂纹，是典型的非均质材料。在各类工程建设中，岩石承载破坏所造成的灾害占据较大，如：地震、矿井突水、煤与瓦斯突出等。因此，对岩石承载破坏方面的研究十分重要。岩石承载破坏的细观数值模拟研究过程，可以揭示岩石裂纹发展的内在机理，对岩石受载破坏起到很好的预警作用。但由于单轴压缩岩石是典型的脆性破坏，整个破坏过程非常短暂，因此单纯的室内压缩实验不能呈现裂纹发展过程，需要借助相关的技术手段进行监测。杜建春1采用 FLAC3D软件数值模拟分析，通过对扩帮前后的边坡进行应力、应变分析，对潜在滑坡提供预测预报；张振南2等通过力学模型 VMIB 模型模拟非均质岩石的破坏过程，描述了非均质特性对宏观裂纹行为的影响；朱泽奇3等利用有限差分程序 FLAC对非均质岩石的破坏过程进行模拟；刘黎旺4等对岩石的微观矿物结构进行离散元建模，研究了非均质岩石宏观应力-应变曲线、声发射及晶体尺度裂纹扩展规律；蒋宇静5等通过FISH 语 言 修 正 了FLAC3D软 件 自 带 的INTERFACE 本构模型，揭露了剪切过程中结构面接触和受力的分布及其演化机理；褚佳琪6利用数值模拟软件对比分析了不同加载时步下的煤岩组合体应力及位移演化规律；王猛7等对 FLAC3D应变软化模型二次开发，描述了岩石峰后变形特征及破坏路径。为了研究岩石的损伤演化规律，国内外大量的学者采用不同的数值模拟软件对非均质岩石破坏过程开展研究8。Grady9等通过岩石内部的微裂纹特征分析了岩石的裂纹密度服从 Weibull 分布，并建立了拉伸应变率效应各向同性的动态损伤模型；王晓雨10等采用 LS-DYNA 软件，对砂岩动静加载数值模拟，通过裂纹密度法建立损伤模型，进而对砂岩损伤规律研究；朱晶晶11等通过对花岗岩进行霍普金森压杆（split Hopkin-son pressure bar，SHPB）循环冲击试验，并结合统计损伤理论和微元体强度规律，建立基于 Weibull 分布的动态损伤模型。大多数学者通过理论分析与试验研究对岩石的宏细观破坏机理进行研究，但通过数值模拟分析岩石的损伤演化规律较少。故本文采用室内单轴压缩实验与数值模拟软件相结合的方法，基于 FLAC3D数值模拟软件内置摩尔库伦本构模型扩展的应变软化模型建模，运用 FISH 语言编程非均质模型，使弹*收稿日期：2023-07-27作者简介：李红丽（1998），女，河南开封人，在读研究生，研究方向：岩石力学与岩层控制。Email：44有色矿冶第 40 卷性模量服从 Weibull 分布，模拟岩石在单轴压缩的破坏过程中裂纹萌生、发育、汇总直至模型岩石试样的全破坏过程。导出岩石在不同时步下破坏单元数量，计算岩石的损伤变量，进而从细观的角度对岩石的裂纹产生、发展及贯通规律进行分析。1非均质的统计学理论岩石的颗粒大小、组成成分等在宏观上呈现不连续性，是一种典型的非均质材料，通常称岩石细观结构上的空间非均匀程度为岩石的非均质度。通常岩石力学理论建立在均匀模型的基础上，对真实的非均质模型破坏过程表现出的力学特性并不能很好的解释。因此研究岩石的非均质具有重要意义。岩体物理力学性质和颗粒分布、缺陷、节理等分布表现出较强的差异性，因此可假设单元力学性质服从 Weibull 分布函数，进而描述岩石的非均质性，即公式（1）：（）=m00m-1e-0m（1）式中岩石单元体力学性质参数；0基元体力学性质的平均值；m分布函数的形状参数，为岩石介质的均匀性系数；（）岩石力学性质的统计分布密度（MPa-1）。弹性模量随m变化的曲线如图 1，随着m的增大，岩石单元的弹性模量分布越集中，表明岩石整体的性质越均匀。因此，当m较大时，岩石材料性质可认为是均质的。图 1弹性模量随 m 变化的曲线Fig.1Curve of elastic modulus changing with m假设模型中所有单元的弹性模量平均值为E0，通过对 Weibull 分布的概率密度函数进行积分，见式（2），岩 石 在 不 同 均 质 度 下 累 计 分 布 函 数 如 图 2所示。(E)=0e(E)dE=0emE0(EE0)m-1e-(EE0)mdE=1-e-(EE0)m（2）图 2弹性模量随 m 变化的累积分布函数曲线Fig.2Curve of elastic modulus changing with m并对均匀分布与 Weibull 分布之间变换关系，使其服从 Weibull 分布，变换后，若随机变量 P 服从 0，1 的均匀分布，则U服从 Weibull 分布，见式（3）。U=u0(-lnP)1m（3）2岩石单轴压缩破坏过程的模拟2.1非均质模型的建立及非均质系数的确定采用 FLAC3D中自带的网格模型，建立实验标准尺寸的数值模型，模型尺寸为 50 mm50 mm100mm（长宽高），模型单元总数为 18 750 个，数值模型如图 3 所示。通过室内实验获得花岗岩的相关力学参数见表 1。假定模型中单元的弹性模量服从 Weibull 分布，按上式（3），利用 FLAC3D内置的 FISH 语言进行赋值，赋值后的计算模型如图 4 所示。图 3数值模拟计算模型Fig.3Numerical simulation calculation model第 1 期李红丽：非均质岩石单轴压缩下损伤演化规律数值模拟研究表 1花岗岩的模型计算力学参数Table 1Mechanical Parameters of Model Calculation of Granite内粘聚力（MPa）66.2内摩擦角（）55剪胀角（）8抗拉强度（MPa）0.5弹性模量平均值（GPa）30.23泊松比0.22密度（kg/m3）2 500图 4弹性模量服从 Weibull 分布的计算模型图Fig.4Calculation Model of Elastic Modulus FollowingWeibull Distribution图 5 给出了模型在不同均质度下弹性模量分布图。由图 5 可知，当m较小时，岩石单元的弹性模量分布范围广，表示岩石的材料性质趋于非均匀；当m较大时，岩石单元的弹性模量分布较集中，表示岩石的材料性质趋于均匀。图 5不同均质度下弹性模量（109Pa）分布图Fig.5Distribution of elastic modulus（109Pa）under different homogeneity通过室内单轴压缩实验最终破坏图像与应力应变曲线，进而确定花岗岩模型的非均质系数为 m=5。通过数值模拟软件模拟出不同均质度下模型最终破坏图片如图 6 所示。图 6不同均质度下模型最终破坏模式（塑性剪切应变云图）Fig.6Final Failure Mode of Model under Different Homogeneity（Plastic Shear Strain Cloud Map）2.2数值模型与室内单轴压缩实验结果对比分析花岗岩通过室内单轴压缩实验、数值模拟软件FLAC3D模拟岩石单轴压缩过程得到相应的实验结果；由室内单轴试验和数值模拟获得的应力应变曲线对比结果如图 7 所示。由图 7 可知，数值模拟应力应变曲线与室内单轴压缩实验得出的应力应变曲线吻合性较好。在弹性阶段内，模型导出的应力应变曲线的斜率与室内单轴压缩实验得出的应力应变曲线基本一致，且岩石峰后破坏阶段曲线的跌落程度基本吻合，进一步验证了模型正确性与可靠性，为后续裂纹发展规律的研究奠定了基础。4546有色矿冶第 40 卷图 7花岗岩的应力应变曲线对比图Fig.7Comparison of Stress Strain Curves of Granite2.3岩石承载破坏的裂纹发展研究室内单轴压缩实验结果与数值模拟实验结果（最终破坏的可见光照片与数值模拟模型最终破坏云图、室内单轴压缩实验应力应变曲线与数值模拟模 型 导 出 的 应 力 应 变 曲 线）对 比 分 析 可 知，运 用FLAC3D数值模拟软件模拟岩石的单轴压缩实验的正确性与可靠性，故可利用 FLAC3D模拟岩石裂纹发展过程。花岗岩的塑性损伤（微观裂纹）演化过程如图 8所 示，塑 性 损 伤（宏 观 裂 纹）发 育 过 程 如 图 9 所示。图 8花岗岩塑性损伤（微观裂纹）演化过程Fig.8Evolution Process of Plastic Damage（Microcrack）of Granite图 9花岗岩塑性损伤（宏观裂纹）演化过程Fig.9Evolution process of plastic damage（macro crack）of GraniteFLAC3D导出花岗岩不同时步的微观裂纹与宏观裂纹分布云图，可明显观测到岩石的裂纹发展情况。花岗岩的破裂呈现“X”型的裂纹，且首先出现如图 8（b）从左上到右下的斜向裂纹，随后产生如图 8（d）从右上到左下的斜向裂纹。3非均质花岗岩损伤演化规律分析损伤变量是表征岩石结构内部损伤程度的量化参数，大多数学者研究岩石的损伤演化是以损伤变量作为基础12。一般是从宏观和细观的角度对承载岩石的损伤变量进行定义，细观角度分析是指以岩石微裂纹的数目、长度和面积等决定的有效承载面积为分析对象研究损伤变量；宏观角度分析是指以岩石弹性模量、屈服应力、拉伸强度和延伸率等为分析对象研究损伤变量。Kachanov13等提出用连续度的概念描述材料的逐渐衰变，认为材料劣化的主要机制是由于微缺陷导致的有效承载面积的减小，将连续度定义为有效承载面积与无损状态下的横截面面积之比，即式（4）所示。=AA（4）式中A材料在无损状态下横截面面积，m2；A材料损伤后有效承载面积，m2；连续度，无量纲的标量场变量。假设在单轴试验中加载到某一载荷下试件已经破坏的单元数目为MC，定义统计损伤变量D为已经破坏的微元数目MC与总破坏单元数量M之比。则数值模拟承载岩石统计损伤变量即可表示为式（5）：D=MCM（5）式中D 统计损伤变量；MC破坏单元数量；M全破坏时的总破坏单元数量。通过 FLAC3D导出岩石在不同时步下模型岩石内部单元破坏数量，并计算模型岩石在不同时刻的损伤变量，通过分析数值模拟损伤变量、应力随时间的变化关系，进而对花岗岩的损伤演化规律进行研究。数值模拟损伤变量、应力随时间的变化曲线见图 10 所示。图 10数值模拟损伤变量、应力随时间的变化曲线Figure 10Numerical simulation of damage variables andstress over time curve在压缩阶段与弹性阶段内（a 点b 点，b 点c点），数值模拟软件采用的是弹塑性应变软化模型，数值单元要先经历弹性阶段，然后当局部应力超过单元体强度后，才会产生塑性损伤（微观裂纹），因此，此阶段内数值模拟随时间的变化曲线无线接近于 0，为正常现象。在裂纹发展阶段内（c 点d 点），随着荷载的增加，单元体强度低于局部应力，数值模型岩石开始出现内部单元破坏，数值模拟损伤变量由此开始增加，且平均增幅为 0.003 5。在峰后破坏阶段内（d 点以后），随着荷载的持续增加岩石的破坏单元达到最大值，数值模拟损伤变量在此阶段内呈现激增现象，且平均增长幅度为0.035，其数值为裂纹发展阶段数值的 10 倍，且应力在此阶段内同步出现暴跌现象。4结论基于数值模拟计数与室内单轴加载试验，研究了岩石在单轴压缩下的力学特征和破坏特征，结合岩石在单轴压缩下的损伤演化规律，得出以下结论：（1）FLAC3D数值模拟软件自带的 FISH 语言编程可以很好的实现岩石的非均质，实现了岩石在单轴压缩下的整个破坏过程，对后续非均质岩石的研究提供了很好的基础。（2）室内实验结果与数值模拟的结果（岩石单轴压缩实验最终破坏图片与应力应变曲线）较为一致，证明了数值模拟模型的正确性与可靠性，为进一步研究岩石材料的力学特性与破坏特征的研究提供了新的想法。（3）FLAC3D建立数值模型导出岩石在单轴压缩过程中裂纹演化云图，计算花岗岩模型在不同时间点处的数值模拟损伤变量，通过损伤变量与时间、应力与时间的同步性，进而为岩石破裂预警提供新的研究方法。参考文献：1 杜建春.山达克铜矿扩帮开采数值模拟分析与边坡监测 J.有色设备，2023，37（2）：38-44.2 张振南，葛修润.基于 VMIB 的非均质岩石材料破坏的数值模拟初探 J.岩石力学与工程学报，2007，26（7）：1426-1431.3 朱泽奇，肖培伟，盛谦，等.基于数字图像处理的非均质岩石材料破坏过程模拟 J.岩土力学，2011，32（12）：3780-3786.4 刘黎旺，李海波，李晓锋，等.基于矿物晶体模型非均质岩石单轴压缩力学特性研究 J.岩土工程学报，2020，42（3）：542-550.5 蒋宇静，张孙豪，栾恒杰，王长盛，王冬，韩伟.剪切载荷作用下岩体结构面动态接触特征数值模拟 J.煤炭学报，2022，47第 1 期李红丽：非均质岩石单轴压缩下损伤演化规律数值模拟研究岩石的损伤变量进行定义，细观角度分析是指以岩石微裂纹的数目、长度和面积等决定的有效承载面积为分析对象研究损伤变量；宏观角度分析是指以岩石弹性模量、屈服应力、拉伸强度和延伸率等为分析对象研究损伤变量。Kachanov13等提出用连续度的概念描述材料的逐渐衰变，认为材料劣化的主要机制是由于微缺陷导致的有效承载面积的减小，将连续度定义为有效承载面积与无损状态下的横截面面积之比，即式（4）所示。=AA（4）式中A材料在无损状态下横截面面积，m2；A材料损伤后有效承载面积，m2；连续度，无量纲的标量场变量。假设在单轴试验中加载到某一载荷下试件已经破坏的单元数目为MC，定义统计损伤变量D为已经破坏的微元数目MC与总破坏单元数量M之比。则数值模拟承载岩石统计损伤变量即可表示为式（5）：D=MCM（5）式中D 统计损伤变量；MC破坏单元数量；M全破坏时的总破坏单元数量。通过 FLAC3D导出岩石在不同时步下模型岩石内部单元破坏数量，并计算模型岩石在不同时刻的损伤变量，通过分析数值模拟损伤变量、应力随时间的变化关系，进而对花岗岩的损伤演化规律进行研究。数值模拟损伤变量、应力随时间的变化曲线见图 10 所示。图 10数值模拟损伤变量、应力随时间的变化曲线Figure 10Numerical simulation of damage variables andstress over time curve在压缩阶段与弹性阶段内（a 点b 点，b 点c点），数值模拟软件采用的是弹塑性应变软化模型，数值单元要先经历弹性阶段，然后当局部应力超过单元体强度后，才会产生塑性损伤（微观裂纹），因此，此阶段内数值模拟随时间的变化曲线无线接近于 0，为正常现象。在裂纹发展阶段内（c 点d 点），随着荷载的增加，单元体强度低于局部应力，数值模型岩石开始出现内部单元破坏，数值模拟损伤变量由此开始增加，且平均增幅为 0.003 5。在峰后破坏阶段内（d 点以后），随着荷载的持续增加岩石的破坏单元达到最大值，数值模拟损伤变量在此阶段内呈现激增现象，且平均增长幅度为0.035，其数值为裂纹发展阶段数值的 10 倍，且应力在此阶段内同步出现暴跌现象。4结论基于数值模拟计数与室内单轴加载试验，研究了岩石在单轴压缩下的力学特征和破坏特征，结合岩石在单轴压缩下的损伤演化规律，得出以下结论：（1）FLAC3D数值模拟软件自带的 FISH 语言编程可以很好的实现岩石的非均质，实现了岩石在单轴压缩下的整个破坏过程，对后续非均质岩石的研究提供了很好的基础。（2）室内实验结果与数值模拟的结果（岩石单轴压缩实验最终破坏图片与应力应变曲线）较为一致，证明了数值模拟模型的正确性与可靠性，为进一步研究岩石材料的力学特性与破坏特征的研究提供了新的想法。（3）FLAC3D建立数值模型导出岩石在单轴压缩过程中裂纹演化云图，计算花岗岩模型在不同时间点处的数值模拟损伤变量，通过损伤变量与时间、应力与时间的同步性，进而为岩石破裂预警提供新的研究方法。参考文献：1 杜建春.山达克铜矿扩帮开采数值模拟分析与边坡监测 J.有色设备，2023，37（2）：38-44.2 张振南，葛修润.基于 VMIB 的非均质岩石材料破坏的数值模拟初探 J.岩石力学与工程学报，2007，26（7）：1426-1431.3 朱泽奇，肖培伟，盛谦，等.基于数字图像处理的非均质岩石材料破坏过程模拟 J.岩土力学，2011，32（12）：3780-3786.4 刘黎旺，李海波，李晓锋，等.基于矿物晶体模型非均质岩石单轴压缩力学特性研究 J.岩土工程学报，2020，42（3）：542-550.5 蒋宇静，张孙豪，栾恒杰，王长盛，王冬，韩伟.剪切载荷作用下岩体结构面动态接触特征数值模拟 J.煤炭学报，2022，474748有色矿冶第 40 卷文章编号：1007-967X（2024）01-49-04硫化砷渣表面改性-水泥固化试验研究*张启旭1，李瑞冰1*，马雁鸿2，庞博1，李衍林2，裴启飞2，卢文鹏2（1.沈阳化工大学 机械与动力工程学院，辽宁 沈阳 110142；2.云南驰宏锌锗股份有限公司，云南 曲靖 655011）摘要：将硫化砷渣与 CaO 混合，分别用空气和双氧水对其氧化，考察硫化砷渣与 CaO 反应的钙化效果。XRD 分析证明 Ca3(AsO4)211H2O、CaOAs2O5SO2、CaHAsO4H2O 的生成。用少量双氧水仅对硫化砷颗粒表面进行氧化，表面被氧化的硫化砷颗粒与氧化钙生成砷酸钙层，这种表面改性的硫化砷渣用水泥固化的方法进行砷的稳定性处理，水泥固化体砷的浸出浓度最低可达 0.63 mg/L，低于 GB 18598-2019 危险废物填埋污染控制标准 中砷浸出浓度 1.2 mg/L 的填埋限值。关键词：硫化砷渣；水泥固化；表面改性；无害化处理中图分类号：TF81文献标识码：A0前言在重有色金属（铜、铅、锌等）冶炼过程中会产生大量含有砷和重金属元素的强酸性废水。通常利用化学沉淀法来除去废水中的砷，主要有石灰法1、石灰-铁盐法24和硫化法5，6等，其中硫化沉淀法因其产生的废渣量较小，沉淀效率高且易于操作被广泛使用。然而，硫化沉淀法产生的硫化砷渣性质不稳定、易被氧化，遇酸容易溶解。硫化砷渣中的砷易于随着雨水析出，迁移到地表水、土壤和地下水中，对环境和人民身体健康造成危害7，8。硫化砷渣处理的方法主要有两种，一种是将硫化砷渣转化为有用的砷产品，进行资源化利用9，11。另一种方法是将硫化砷渣转化为性质稳定的砷酸钙、砷酸铁、砷酸铝等砷酸盐，然后进行无害化处理1215。由于砷制品的市场有限，硫化砷渣的处理主要是将其转化为稳定的砷酸盐然后再用固化的方法进行无害化处理。一般来说 3 价砷酸盐并不稳定，其在水中的溶解度比 5 价砷酸盐要大很多16，所以需要将 3 价砷氧化为 5 价砷然后再进行无害化处理。可以在硫化沉淀之前将污酸水中的 3 价砷酸氧化为 5 价砷酸，也可以对沉淀的硫化砷进行氧化。氧化剂一般采用空气、工业氧气或化学试剂（如双氧水、高锰酸钾等）11，17。将硫化砷渣氧化然后使其转化为砷酸盐，需要消耗大量的氧化剂，并使废渣体量增加。直接将硫化砷渣与水泥混合，将使水泥的胶体性质被破坏，水泥不易凝固，凝固的水泥固化体强度大幅度下降，无法实现砷的稳定化处理。本文的研究提出了硫化砷渣掺入少量 CaO 用少量双氧水对其进行氧化，使硫化砷颗粒表面钙化生成砷酸钙，硫化砷颗粒表面被稳定的砷酸钙包裹。这种方法使硫化砷颗粒表面转化为性质稳定的钙化层，实现硫化砷颗粒达到稳定化处理，进一步的水泥固化方法可以实现硫化砷渣的无害化。1原料性质实验原料为云南某公司提供的硫化砷渣，试样经恒温 80 烘干，细磨制样。硫化砷渣的化学分析结果见表 1。表 1硫化砷渣的主要化学分析（%）Table 1Chemicalanalysisresultsofarsenicsulfideslag（%）硫化砷渣 XRD 分析结果如图 1。硫化砷渣主要是由 As 和 S 组成的非晶态化合物且形式呈多样化，主 要 物 质 为 As2S3、AsS、As4S4、As2S5、As4S3、As4S5、As2O3等。通过扫描电镜对硫化砷渣形貌进行分析（图 2），可以看出硫化砷渣颗粒呈疏松堆积状，*收稿日期：2023-06-25基金项目：辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(LJKZ0465)；东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室开放课题(NEMM2020001)。作者简介：张启旭(1996)，男，内蒙古鄂尔多斯人，硕士研究生，研究方向为工业尾渣处理。通信作者：李瑞冰(1986),女,辽宁沈阳人,讲师,博士,主要从事工业尾渣处理的研究。E-mail:（1）：233-245.6 褚佳琪.基于 FLAC3D的煤岩体单轴压缩数值模拟研究 J.现代信息科技，2022，6（18）：92-95.7 王猛，宋子枫，郑冬杰，等.FLAC3D中岩石能量耗散模型的开发与应用 J.煤炭学报，2021，46（8）：2565-2573.8 王伟.基于偏微分方程的数字图像处理的研究 J.太原学院学报（自然科学版），2020，38（1）：34-40.9 Grady D E，Kipp M E.Continuum modeling of explosive fracturein oil shaleJ.International Journal of Rock Mechanics&Mining Sciences，1980，17（2）：147-157.10王晓雨，李骞，王伟，等.动静组合加载数值模拟砂岩损伤演化规律 J.科学技术与工程，2022，22（15）：6248-6254.11朱晶晶，李夕兵，宫凤强，等.单轴循环冲击下岩石的动力学特性及其损伤模型研究 J 岩土工程学报，2013，35（3）：531-539.12吴帅峰威远硅质粉砂岩的冲击损伤及损伤演化研究 D.北京：中国矿业大学，201713Kachanov L M.On rupture time under condition of creep J.International Journal of Fracture，1958（8）：26-31.Numerical Simulation Study on Damage Evolution Law of HeterogeneousRocks under Uniaxial CompressionLI Hong-li（Liaoning Perochemical University，Fushun 113001，China）Abstract:The process of rock failure under uniaxial compression is relatively fast,and the crack propagation morphology cannot beobserved with the naked eye.In order to quantitatively analyze the damage evolution law of granite under uniaxial compression,numerical simulation software is used to simulate the uniaxial loading process of heterogeneous granite.By simulating the number offailure units at different time steps in the model,based on the damage variable theory of effective bearing area,the damage variableof the rock is calculated,Further research on the damage law of heterogeneous granite.The research results indicate that:(1)Graniteundergoes conjugate failure(X type fracture)under numerical simulation of uniaxial compression.The initial crack initiation is anoblique crack from top right to bottom left,followed by an oblique crack from top left to bottom right,ultimately forming an Xtype conjugate fracture;(2)In the compression and elastic stages,the numerical simulation damage variable increases relativelylittle.In the crack development stage,the numerical simulation damage variable gradually increases with an average increase of0.003 5.In the post peak failure stage,the numerical simulation damage variable increases sharply with an average increase of0.035,which is consistent with the curve changes of rock time and stress.The research results can provide a new research approachfor the correlation between the surface and internal crack development of heterogeneous rocks in the future,and thus provide a newresearch approach for rock failure warning and monitoring.Key words:heterogeneous rock;numerical simulation;crack propagation;damage variablesc专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专专有色矿冶2024 年征订启示有色矿冶 是由中国有色矿业集团有限公司主管，辽宁省有色金属学会主办的有色金属工业专业技术性科技刊物，是 中国学术期刊（光盘版）入编期刊，中国知网全文收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊，万方数据数字化期刊群全文上网期刊，中国核心期刊（遴选）数据库 入编期刊，中国学术期刊（光盘版）检索与评价数据规范 执行优秀期刊。本刊设有：有色金属地质、采矿、选矿、有色冶炼、金属材料与压力加工、分析检测、节 能、安 全 与 环 保、技 术 经 济 等 栏 目。内 容 丰 富，版 面 活 泼。有色矿冶 重点报道有色金属行业、企业、生产、设计、科研、经营管理等方面的经验及发明创造、技术改造、合理化建议、技术信息等。有色矿冶 还承办各种广告业务，主要介绍有色矿山地质、采矿、选矿、冶金、机电等设备、科研产品、供求信息等，欢迎国内外客户广为利用。有色矿冶 为双月刊，64 页、大 16 开本（285 mm 210 mm），国内外公开发行，国内统一刊号 CN211112TF，国际标准刊号 ISSN 1007967X。全年 6 期，每期定价 10.00 元，全年共计 60.00 元。从现在起开始办理 2024 年征（续）订手续。本刊为自办发行，如欲订阅请向本刊索取订单。订阅者可直接从邮局汇款至本刊编辑部，也可转账至指定账户。通讯地址：沈阳市沈河区十三纬路 58 号有色大厦 908 室 有色矿冶 编辑部邮政编码：110014电话：[phone]传真：[phone]电子信箱：