基于PFC2D模拟的矿物粒径非均质效应研究

• 作者: 周剑 张路青 韩振华
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 粒径非均质性 尺寸效应 力学特性 颗粒组合 离散元
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 岩体工程地质
• 页码范围: 706-716
• 页数: 11页
• 分类号: P574.1
• 字数: 6928字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-148

摘要

岩石作为矿物颗粒的集合体,矿物粒径非均质性对其宏观力学特性影响比较明显.基于颗粒流程序PFC2D,通过设置不同种类粒径组合及粒径比来体现粒径非均质性,研究了粒径非均质性对岩石材料宏观力学特性(弹性模量、峰值强度、泊松比)的影响.研究中设计了6种粒径组合方案,粒径种类数分别为:连续粒径、10种、8种、5种、3种、2种,每种方案下设置5种平均粒径及4种粒径比,进行单轴压缩试验.结果表明,岩石内部存在颗粒尺寸效应和粒径非均质效应,岩石弹性模量和峰值强度随粒径增大均呈减小的趋势,随粒径非均质性的提高整体上也呈减小的趋势,但局部变化阶段受模型中细颗粒含量及数量的影响会呈增大的趋势.粒径对弹性模量的作用机制主要是通过影响模型孔隙率实现的.研究结果揭示了岩石宏观特性的变化是模型内颗粒尺寸效应和粒径非均质性效应共同作用的结果,为掌握矿物粒径对岩石强度及变形特性的影响提供了一定依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张路青	中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室	63	1309	21.0	34.0
2	韩振华	中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室	8	24	2.0	4.0
6	周剑	中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室	40	537	12.0	22.0