采矿与安全工程学报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (6): 1273-1280.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2022.0302

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基于离散元法的岩石时效性流变模型研究

吴博文, 常聚才, 柏建彪, 王襄禹, 王拓, 史文豹   

  1. 1. 安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南232001; 2. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116
  • 出版日期:2023-11-15 发布日期:2023-11-22
  • 通讯作者: 吴博文, E-mail: 18252430278@163.com Tel: 18252430278
  • 作者简介:吴博文(1992— ),男,安徽省淮南市人,博士后,从事岩石力学及软岩巷道支护方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52174105,52204079);安徽省重点研发计划项目(202004a07020045);安徽理工大学引进人才基金项目(2023yjrc28)

Time-dependent rheological model of rock based on discrete element method#br#

  • Online:2023-11-15 Published:2023-11-22

摘要: 为建立一种基于离散元方法的岩石时效变形模型,采用MTS Criterion 64.206试验系统和PCI-2声发射系统开展砂质泥岩单轴流变试验,分析砂质泥岩时效变形和声发射特征,基于等效变换的摩尔库伦准则、岩石长短期强度关系和裂纹静态疲劳失效机制,在UDEC中建立岩石时效变形模型。研究结果表明:岩石流变期间内部裂纹不断孕育扩展,加速流变破坏前,岩石发出大量声发射信号;岩石时效强度主要受内聚力控制,建立内聚力与时间的函数关系可实现块体强度衰减;以接触面两侧块体内屈服变形体数量比例关系作为转换系数,可将块体强度衰减机制运用于接触面;屈服变形体个数与岩石流变失稳密切相关,屈服变形体的增加导致接触面强度下降;模拟与试验的应变及损伤特征匹配度较好,验证了模型的合理性。以淮北某矿轨道上山为工程背景,运用开发的模型进行数值模拟,模型较好地反映了巷道围岩破坏特征,揭示了巷道围岩阶段变形特征及巷道大变形机制。

关键词: 离散元, 时效变形, 流变模型, 强度衰减, 参数校正

中图分类号: