孔隙煤岩损伤破坏行为的数值模拟

• 作者: 刘坚志 张玉军 彭瑞东 杨永明
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤岩 孔隙 损伤 单元生死
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 页码范围: 1039-1048
• 分类号: TD315
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2013.1536

摘要

利用ANSYS有限元软件,构建了孔隙煤岩细观单元的二维数值计算模型;提出了一种针对孔隙煤岩复杂几何模型的网格优化措施,实现了整体映射网格与局部自由网格相结合的划分方法,提高了生成单元的质量以及求解效率;借助单元生死技术模拟了孔隙煤岩的脆性损伤破坏过程,研究了孔隙率及孔隙形态对煤岩整体力学行为的影响.研究表明,孔隙煤岩的损伤破坏行为和孔隙率、孔隙位置、孔隙形态等几何参数有关.孔隙集中的区域会出现应力或应变集中的现象,随着孔隙率及孔隙长短轴比增大,煤岩细观单元损伤现象更加明显,弹性模量下降,煤岩强度急剧下降,且损伤阈值也有所下降.