基于顆粒流方法,提出可變半徑比例Clump結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法,分析顆粒流細(xì)觀參數(shù)及細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征對(duì)模擬巖石試件拉、壓特性的影響規(guī)律,構(gòu)建適用于花崗巖力學(xué)特性的Clump顆粒流結(jié)構(gòu)模型,驗(yàn)證可變半徑比例Clump結(jié)構(gòu)及細(xì)觀力學(xué)參數(shù)的可靠性;構(gòu)建不同尺度的深部洞室顆粒流模型,分析深部圍巖宏觀破裂的尺度效應(yīng)。研究表明,Ball和Clump模型的拉壓比對(duì)細(xì)觀力學(xué)參數(shù)變化的敏感度小,可變半徑比例Clump模型的力學(xué)特性對(duì)粒徑尺寸及比例變化的敏感度大;對(duì)比分析花崗巖室內(nèi)試驗(yàn)與數(shù)值模擬的拉、壓強(qiáng)度曲線及破裂模式,基于可變粒徑比例的Clump計(jì)算模型與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合;采用小尺度顆粒模型的深部圍巖宏觀破裂區(qū)主要以局部區(qū)域破碎為主,隨著顆粒模型尺度逐漸增大,圍巖表現(xiàn)出明顯的剪切滑移及板裂破壞特征,構(gòu)建的深部圍巖顆粒流模型具有明顯的宏觀破裂尺度效應(yīng)。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報(bào). 2020,42(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

接觸黏結(jié)模型（CBM）法向與切向力學(xué)響應(yīng)

平行黏結(jié)模型由線性模型與黏結(jié)模型組成，當(dāng)荷載過大導(dǎo)致黏結(jié)破壞時(shí)，平行黏結(jié)模型就等價(jià)于線性模型[14]，如圖2所示，kn為法向剛度，ks為切向剛度，gs為黏結(jié)激活間隙，為黏結(jié)抗拉強(qiáng)度，為黏結(jié)內(nèi)聚力，為摩擦角，為摩擦系數(shù)。平行黏結(jié)模型的剛度由接觸剛度和黏結(jié)剛度共同決定，黏結(jié)斷裂會(huì)立即導(dǎo)致剛度降低，這不僅會(huì)影響所黏結(jié)顆粒的剛度，還會(huì)影響整個(gè)模型的宏觀剛度，從這個(gè)意義上講，平行黏結(jié)模型更加適用于巖石類材料。因此，本文選用平行黏結(jié)模型來模擬花崗巖的宏細(xì)觀破裂特征。2 Clump模型及參數(shù)

Cho等[15]首先提出了Clump平行黏結(jié)模型（CPBM），隨機(jī)將多個(gè)顆粒黏結(jié)組合形成一個(gè)Clump結(jié)構(gòu)體，團(tuán)聚的顆�？梢韵駟蝹�(gè)具有不規(guī)則形狀但作為剛體移動(dòng)的顆粒一樣運(yùn)行。Clump中顆粒的旋轉(zhuǎn)速度是固定的，只有Clump結(jié)構(gòu)體本身才能有旋轉(zhuǎn)速度，如圖3所示。Potyondy等[16]的研究表明，使用普通PFC模型會(huì)與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值有較大的偏差，而采用Clump建模方法，可以限制過多的顆粒旋轉(zhuǎn)，能夠較好地模擬顆粒的加載和破壞過程。2.2 Clump模型構(gòu)建方法

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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