基于PFC3D的空心圆柱灰砂岩宏细观参数相关性研究
姜玥1
邹文栋2
1.苏州科技大学土木工程学院,江苏苏州 215000;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉 4300712.苏州科技大学土木工程学院,江苏苏州 215000
摘要：为从细观层面揭示主应力量值变化并为应力主轴旋转组合条件下围岩的破坏机理研究提供一种有效的数值模拟方法,基于空心圆柱灰砂岩单轴压缩和常规三轴压缩试验特性,分别采用单因素分析法、响应曲面分析法和回归分析法,研究了离散元软件PFC3D中平行黏结模型宏细观参数的敏感性特征.结果表明:依靠单因素分析法确定出的细观参数可靠性极低,基于响应曲面分析法和回归分析法获取的细观参数在低围压下与实验室结果表现出良好的拟合性;空心圆柱灰砂岩数值模型的抗压强度σc与黏聚力©呈正相关;弹性模量E分别与有效黏结模量(E)c、平行黏结刚度比的二次方((k)n/(k)s)2呈正相关,与((k)n/(k)s呈负相关;泊松比v与平行黏结刚度比(k)n/(k)s呈正相关;剪切裂纹比a与((k)n/(k)s)2呈线性相关.最后,采用迭代法对响应曲面分析法和回归分析法获取的细观参数进行了优化,优化后的数值模拟结果与实验室结果在不同围压下的试样峰值强度、变形参数和破坏形态方面吻合度较高.迭代法为PFC3D中平行黏结模型的细观参数标定提供了一种有效的方法,通过这一优化方法可以简化标定步骤,提升标定结果的适用性,提高模型的准确性和可靠性.
关键词：离散元PFC3D空心圆柱灰砂岩平行黏结模型细观参数标定应力主轴旋转
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(42102307)江苏省自然科学基金资助项目(BK20200992)江苏省高等学校自然科学研究面上资助项目(20KJB560031)
论文发表日期：2024-10-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 78-89 )
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