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基于颗粒真实几何形状的含瓦斯水合物煤体三轴试验离散元模拟
  • 43
  • 作者

    高霞要远

  • 单位

    黑龙江科技大学建筑工程学院

  • 摘要
    为了更加真实地模拟含瓦斯水合物煤体的力学特性，采用电镜扫描及二维离散元程序，提出了一种基于球度和扁平度的随机几何模型生成技术，建立基于室内三轴试验结果的二维离散元模型。通过构建不同瓦斯水合物饱和度的数值试样，模拟三轴压缩下含瓦斯水合物煤体的力学特性及变形破坏规律，从细观角度探究饱和度对其力学性质的影响机理。结果表明：随着饱和度增大，试样峰值强度和弹性模量呈线性增加，剪缩量略微减小，剪胀量明显增大；所有试样均呈先剪缩后剪胀，饱和度越大，进入剪胀阶段越快；当饱和度从20%提升至60%,试样内部的强力链数量明显增多，颗粒间的最大接触力提升了约50%,说明水合物越多，颗粒间粘结作用越强，从而提升了试样的峰值强度。
  • 关键词

    含瓦斯水合物煤不规则颗粒宏细观力学特性

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金联合基金项目(U21A20111);国家自然科学基金面上项目(51974112)；
  • 文章目录

    0 引 言
    1 不规则单颗粒模型的建立
    1.1 电镜扫描试验及图像处理
    1.2 颗粒参数及模型构建
    2 不规则颗粒模型的建立
    2.1 模型建立步骤
    2.2 接触模型选择与细观参数标定
    3 数值模拟
    3.1 模拟方案
    3.2 宏观力学分析
    4 微细观机理分析
    4.1 孔隙率演化
    4.2 颗粒位移矢量与力链分析
    5 结 论
  • 引用格式
    [1]高霞,要远.基于颗粒真实几何形状的含瓦斯水合物煤体三轴试验离散元模拟[J].黑龙江科技大学学报,2024,34(04):583-590.
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