基于颗粒离散元模型的岩石蠕变模拟试验

发布时间：2018-04-27 23:25

  本文选题：岩石 + 不连续特征　； 参考：《中南大学学报(自然科学版)》2015年10期

【摘要】：为了从岩石颗粒之间不连续特征的角度研究其永久变形行为,基于颗粒流理论,采用颗粒离散元方法对微观颗粒之间的接触赋予Burgers模型,进行岩石二维离散元虚拟单轴蠕变试验。采用单因素法研究分析颗粒粒径、摩擦因数、颗粒法向与切向刚度比对流变特性模拟值的影响。从单轴蠕变压缩的轴向蠕变及轴向蠕变速率曲线的离散元模拟值与其解析解对比可以看出:模拟结果与解析解具有较高的吻合性;为更加明确地表示出蠕变不同阶段,选用对数蠕变柔量来进行解析解与模拟值的比对,蠕变初始阶段,PFC压缩模型会低估蠕变柔量,而在稳定蠕变阶段,两者具有高度的一致。数值模拟与解析解结果对比验证颗粒流Burgers模型适合用于岩石蠕变试验研究中,可为岩石蠕变的后续深入研究提供有益的参考。
[Abstract]:In order to study the permanent deformation behavior of rock particles from the point of view of discontinuity between particles, based on particle flow theory, the contact between microscopic particles is given Burgers model by particle discrete element method. Two-dimensional discrete element virtual uniaxial creep test of rock was carried out. The effects of particle size, friction coefficient and the ratio of normal and tangential stiffness of particles on rheological characteristics were studied by single factor method. From the comparison between the simulated values of axial creep and axial creep rate curve of uniaxial creep compression and its analytical solution, it can be seen that the simulation results are in good agreement with the analytical solution, and in order to express the different stages of creep more clearly, Using logarithmic creep compliance to compare the analytical solution with the simulated values, the PFC compression model will underestimate the creep compliance in the initial stage of creep, but in the stable creep stage, the two models are highly consistent. The results of numerical simulation and analytical solution verify that the particle flow Burgers model is suitable for rock creep test and can provide a useful reference for the further study of rock creep.
【作者单位】： 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51279097,51379117,51479108) 山东省博士后基金资助项目(201402014)~~
【分类号】：TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1812798