基于粒子流代码的岩石微强度参数的确定方法

科学领域:

• 地质力学 地质力学
• 计算式岩石力学 计算式岩石力学
• 数字建模 数字建模

背景情况:

• 离散元素方法 (DEM) 和粒子流代码 (PFC) 对于在地力学中建模岩石行为至关重要.
• 准确选择PFC模型的微参数,特别是接触键模型 (CBM),是必不可少的,但具有挑战性.
• 现有的方法缺乏直接方法来确定CBM微强度参数.

研究的目的:

• 开发一种新且方便的方法来计算PFC接触键模型 (CBM) 的适当的微强度参数.
• 建立岩石抗拉强度和CBM微强度参数之间的理论和统计关系.
• 为了提高岩石工程应用中的DEM模拟的准确性.

主要方法:

• 利用普莱克特-伯曼 (PB) 设计进行定性分析,以确定影响巴西拉伸强度的关键因素.
• 分析了巴西圆盘中的应力条件,使用连续模型和DEM推导出理论关系.
• 进行了广泛的巴西数值测试,以确定几何参数,微强度参数和抗拉强度之间的统计相关性.
• 使用模拟结果改进了理论方程,以创建用于预测岩石抗拉强度的修改方程.

主要成果:

• 通过PB设计确定了微观抗拉强度作为影响巴西抗拉强度的主要因素.
• 建立了一个理论方程,将岩石抗拉强度与微强度参数联系起来.
• 基于数值模拟开发了一种精细的,经过统计验证的方程,用于预测岩石抗拉强度.
• 确认了选择CBM微参数的拟议方法的可行性和准确性.

结论:

• 开发的方法为在PFC模拟中确定基本微强度参数提供了实用方法.
• 这种精细的方程增强了DEM对岩石抗拉强度的预测能力.
• 这项工作有助于更可靠的地质机械建模和岩石工程设计.