PFC2D平节理模型细观参数标定方法

细观参数的快速准确确定对PFC正确模拟岩石力学性能非常重要.目前,平节理模型细观参数的标定研究均未考虑对泊松比和压拉比有很大影响的黏结比例φb和影响岩石强度及裂纹产生难易程度的黏结强度变异系数Rsd这两个细观参数,且未考虑作为判断围岩损伤范围重要指标的宏观参数起裂强度σci在参数中新增φb,Rsd和σci,采用正交数值试验方法研究了平节理模型8个细观参数与岩石6个宏观参数之间的相关性,确定了各宏观参数与主要细观参数之间的拟合关系,并分析了宏细观参数间的趋势关系.在此基础上,提出了平节理模型细观参数的标定流程,然后根据片麻花岗岩物理试验的宏观力学参数确定了模型的细观参数并进行数值试验,模拟结果与物理试验结果基本吻合,说明标定流程可行.     

岩石结构面直剪力学特征的颗粒流宏细观分析

目前，由于颗粒尺寸和位置随机分布而产生的粗糙度，导致在模拟过程中出现应力集中现象，从而无法利用PFC2D准确模拟岩石结构面的剪切力学行为。为了避免以上弊端，采用结构面两侧颗粒组接触判别法分别对倾角为20°和30°的三角形单锯齿结构面进行不同法向应力下的直剪模拟。模拟结果与物理试验结果基本吻合，表明此模拟方法可以真实模拟岩石结构面剪切力学行为。为了进一步验证此模拟方法在天然结构面模拟试验中的可行性，利用PFC2D对Barton标准十条节理轮廓线模型进行不同法向应力下的直剪试验，模拟结果与理论值吻合，表明模拟方法具有可行性，为剪切破坏过程和机理分析提供可靠的理论依据，为研究粗糙结构面强度特征提供了一种思路。