基于離散單元法的巖石顆粒破碎研究.pdf

1、顆粒材料在自然界及工程中極為常見，被學(xué)術(shù)界及工程界廣泛研究。離散單元法可以彌補傳統(tǒng)連續(xù)體理論的不足，有效地模擬巖石顆粒系統(tǒng)的復(fù)雜運動，并將分形理論與巖土工程問題相結(jié)合分析巖石破碎問題。本文基于離散單元法進(jìn)行了巖石顆粒的破碎研究。研究內(nèi)容主要包括：
　?。?）利用PFC2D軟件對不同孔隙率下的巖石單顆粒進(jìn)行了劈裂試驗，介紹了試樣初始孔隙率的設(shè)定方法，詳細(xì)地說明了增加和刪除顆粒的程序算法。給出了巖石單顆粒破碎的過程及裂隙的發(fā)展規(guī)律。介

2、紹了巖石碎屑分布統(tǒng)計的算法，并在孔隙率為0.25、0.15、0.10的巖石單顆粒破碎后進(jìn)行碎屑統(tǒng)計，得到破碎分維為2.58、2.73和2.85，破碎分維隨著孔隙率的增大而減小，驗證了巖石單顆粒破碎強(qiáng)度的分形理論。對不同孔隙率的巖石單顆粒的破碎概率進(jìn)行分析對比，得到了顆粒破碎概率與破碎強(qiáng)度的關(guān)系。從能量的角度分析顆粒破碎的分維，所得結(jié)果與碎屑分布統(tǒng)計所得結(jié)果吻合得很好。
　?。?）利用PFC2D軟件模擬了考慮顆粒破碎的巖堆體直剪試驗