[發明專利]一種模擬斷續裂隙巖石力學特性的細觀參數確定方法

無效

• 申請號: 201410101438.9
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103940666A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 楊圣奇;黃彥華
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種模擬斷續裂隙巖石力學特性的細觀參數確定方法，其特征是：包括如下步驟：

a.首先對需測試的工程巖體進行取樣，將取樣得到的巖體制成完整和斷續裂隙長方體試樣；

b.將制成的完整和斷續裂隙長方體試樣置于伺服試驗機的三軸密閉壓力缸內，先使試驗機壓頭與巖樣上、下端部緊密接觸；

c.按位移加載速率對完整和斷續裂隙長方體試樣施加軸向壓力，使試樣加載至破裂，得到完整和斷續裂隙長方體試樣壓縮過程應力-應變全過程曲線和破裂巖石試樣；

d.采用二維顆粒流程序（PFC2D）建立完整試樣數值模型，完整數值模型尺寸與完整巖樣相同；通過不斷調整二維顆粒流程序模擬位移加載速率及二維顆粒流程序中描述顆粒和黏結幾何和力學的細觀參數，細觀參數包括：顆粒密度、顆粒最小半徑、顆粒最大半徑與最小半徑比值、顆粒接觸模量、顆粒法向剛度與切向剛度比值、顆粒摩擦系數、黏結半徑乘子、黏結模量、黏結法向剛度與切向剛度比值、黏結法向強度平均值與標準差、黏結切向強度平均值與標準差，從而獲得一組能夠反映完整巖樣試驗結果的細觀參數；

e.在上述細觀參數的基礎上，建立斷續裂隙數值模型，使斷續裂隙數值模型尺寸與斷續裂隙巖樣相同；再進行壓縮過程模擬，模擬結果與斷續裂隙巖樣試驗結果對比，進一步驗證細觀參數的準確性。

2.根據權利要求1所述的模擬斷續裂隙巖石力學特性的細觀參數確定方法，其特征在于：所述的完整和斷續裂隙長方體試樣的高度與寬度之比為2：1。

3.根據權利要求1所述的模擬斷續裂隙巖石力學特性的細觀參數確定方法，其特征在于：所述的位移加載速率為0.001～0.002mm/s。

4.根據權利要求1所述的模擬斷續裂隙巖石力學特性的細觀參數確定方法，其特征在于：所述的二維顆粒流程序模擬位移加載速率為0.05～0.2m/s。

5.根據權利要求1所述的模擬斷續裂隙巖石力學特性的細觀參數確定方法，其特征在于：細觀參數調整過程為：首先賦予完整數值模型一組細觀參數，進行模擬計算；將模擬計算得到的宏觀參數與室內試驗結果進行對比；通過不斷調整細觀參數，當達到參數調試標準時，即可認為該細觀參數合理。

6.根據權利要求5所述的模擬斷續裂隙巖石力學特性的細觀參數確定方法，其特征在于：細觀參數調試標準體現在如下方面：

a.數值模擬獲得的應力-應變曲線與室內試驗曲線定性相似；

b.數值模擬獲得的峰值強度和彈性模量等基本力學參數與室內試驗結果相同；

c.數值模擬獲得的裂紋擴展順序與室內試驗結果相同；

d.數值模擬獲得的最終破壞模式與室內試驗結果相同。