颗粒离散元岩石模型的颗粒尺寸效应研究

作者：宿辉; 杨家琦; 胡宝文^*; 高轩; 马辉

来源：岩土力学, 2018, 39(12): 4642-4650.

DOI：10.16285/j.rsm.2017.0945

• 宏观力学参数
• 岩石模型
• 统计学检验
• 颗粒尺寸效应
• 特征长度比

颗粒尺寸是影响颗粒离散元模型宏观力学性质与计算效率的一个重要因素。为充分考虑由模型随机性导致的模拟结果的不确定性,利用统计学方法对模型的颗粒尺寸效应进行研究。整体检验结果表明:特征长度比L/R的改变对模型力学参数(峰值强度、弹性模量、泊松比及峰值应变)与破坏特征参数(黏结破裂率)的总体分布位置均有显著性影响,且各参数的变异系数会随着L/R的减小而增大。进一步的多重比较结果表明:当L/R≥125时,L/R对峰值强度、弹性模量、泊松比及峰值应变的总体分布位置均无显著影响;当L/R≥79时,相邻3个粒径水平的黏结破坏率总体分布位置无显著性差异;随着L/R的减小,模型损伤程度增加,破坏模式由整体剪切破坏转向局部损伤引起的失稳破坏,最终失去模拟岩石材料的效力。最后,综合各项力学参数的统计学检验结果、模型破坏模式及计算效率,岩石模型颗粒的特征长度比取L/R=200较为合适。

• 单位
  北京科技大学; 河北工程大学