基于颗粒流程序的非定常西原体模型

发布时间：2018-12-27 09:11

【摘要】：为实现岩石试样蠕变全过程的准确模拟,并从细观角度探究蠕变过程中微裂隙的发生和发展规律,在二维颗粒流程序(PFC2D)中开发出具有黏弹塑性特征的西原体流变接触本构模型,进一步提出包含两种非定常元件的非定常西原体模型,推导了模型本构关系和蠕变方程.在PFC2D中调用自定义西原体流变模型,通过参数调试,获得与真实试样具有相同强度特性的数值试样.以室内单轴压缩蠕变试验数据为基础,在Matlab中对模型非定常参数进行拟合反演分析.在此基础上,进行单轴压缩蠕变试验的模拟,计算过程中分别采用定常和非定常两种模型,并对微裂隙进行监测.对比分析结果表明:定常模型仅适用于衰减和稳定蠕变阶段;非定常模型也可用于描述加速蠕变阶段,从而准确模拟蠕变全过程;加速蠕变阶段主要是由微裂隙的加速发展而产生,加速蠕变将导致试样剪切破坏.
[Abstract]:In order to realize the accurate simulation of the whole creep process of rock samples and to probe into the occurrence and development law of microcracks in the creep process from a meso perspective, A viscoelastic-plastic rheological contact constitutive model was developed in a two-dimensional particle flow program (PFC2D), and an unsteady model containing two unsteady elements was proposed. The constitutive relationship and creep equation of the model were derived. The self-defined rheological model of Cycloplasmal is called in PFC2D, and the numerical specimen with the same strength characteristic as the real sample is obtained by parameter debugging. Based on the indoor uniaxial compression creep test data, the unsteady parameters of the model are analyzed by fitting and inversion in Matlab. On this basis, the uniaxial compression creep test was simulated. Two models, steady and unsteady, were used in the calculation process, and the micro-fractures were monitored. The results of comparative analysis show that the steady model is only suitable for the stage of attenuation and steady creep, and the unsteady model can also be used to describe the accelerated creep stage, thus accurately simulating the whole creep process. The accelerated creep stage is mainly caused by the accelerated development of microcracks, and accelerated creep will lead to shear failure of specimens.
【作者单位】： 北京科技大学土木与环境工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51074014) 中央直属高校基本科研业务费资助项目(FRF-SD-12-002A)
【分类号】：TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2392836