• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于PFC3D的空心圆柱灰砂岩宏细观参数相关性研究
  • 82
  • 作者

    姜玥邹文栋

  • 单位

    苏州科技大学土木工程学院中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室

  • 摘要
    为从细观层面揭示主应力量值变化和应力主轴旋转组合条件下围岩的破坏机理研究提供一种有效的数值模拟方法,基于空心圆柱灰砂岩单轴压缩和常规三轴压缩试验特性,分别采用单因素分析法、响应曲面分析法和回归分析法,研究了离散元软件PFC3D中平行黏结模型宏细观参数的敏感性特征。结果表明:依靠单因素分析法确定出的细观参数可靠性极低,基于响应曲面分析法和回归分析法获取的细观参数在低围压下与实验室结果表现出良好的拟合性;空心圆柱灰砂岩数值模型的抗压强度σc与内聚力C呈正相关;弹性模量E与有效黏结模量Ec及刚度比■的二次方呈正相关,与刚度比■呈负相关;泊松比μ与刚度比■呈正相关;剪切裂纹比α与刚度比■的二次方线性相关。最后,采用迭代法对响应曲面分析法和回归分析法获取的细观参数进行了优化,优化后的数值模拟结果与实验室结果在不同围压下的试样峰值强度、变形参数和破坏形态方面吻合度较高。迭代法为PFC3D中平行黏结模型的细观参数标定提供了一种有效的方法,通过这一优化方法可以简化标定步骤,提升标定结果的适用性,提高模型的准确性和可靠性。
  • 关键词

    离散元PFC3D空心圆柱灰砂岩平行黏结模型细观参数标定应力主轴旋转

  • 文章目录
    0 引言
    1 空心圆柱灰砂岩离散元模型建立
    1.1 数值模型
    1.2 细观参数
    2 空心圆柱灰砂岩宏细观参数相关性分析
    2.1 单因素试验分析法
    2.2 响应曲面分析法
    2.2.1响应曲面实验设计
    2.2.2响应曲面实验结果分析
    2.2.3响应曲面实验结果优化
    2.3 回归分析法
    2.4 基于“迭代法”的参数优化
    3 讨论
    4 结论
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