組合煤巖沖擊傾向性的SPH數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤巖沖擊傾向性是煤巖體的固有屬性。煤巖沖擊傾向性研究是沖擊地壓發(fā)生機理研究和防治沖擊地壓的重要組成部分，采用頂板-煤-底板組合模型研究其沖擊傾向性可以更完整的揭示沖擊傾向性規(guī)律。
　　本文首次引入了光滑粒子流體動力學(xué)(SPH)方法來模擬組合煤巖材料沖擊傾向性規(guī)律，利用改進的SPH數(shù)值程序(Fortran語言編制)對組合煤巖試件單軸壓縮試驗進行了數(shù)值模擬，并對其沖擊傾向性進行分析。本文主要完成了以下內(nèi)容：
　　(1)根據(jù)已有的

2、研究成果，對SPH模擬單軸壓縮試驗的程序進行了改進，加入人工粘度的修正程序，消除數(shù)值振蕩問題，提高數(shù)值計算精度；加入了聲發(fā)射信息計算程序，并利用SPH程序模擬了均質(zhì)度m=2時巖石與煤的單軸壓縮試驗，得到了符合實驗規(guī)律的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和聲發(fā)射信息；在數(shù)值試驗中改進了SPH程序中的粒子搜索程序，提出粒子間隔搜索的方法(PIS)，新方法有效地減少數(shù)值計算過程所耗用時間，提高了計算效率。
　　(2)利用改進的SPH數(shù)值計算程序?qū)M合煤巖試

3、件進行了數(shù)值模擬及沖擊傾向性分析。本文對14種不同均質(zhì)度及參數(shù)下的組合煤巖試件單軸壓縮試驗進行了模擬，分析了試件的全應(yīng)力-應(yīng)變曲線、沖擊能量指數(shù)及其聲發(fā)射模式，模擬結(jié)果表明組合煤巖材料的沖擊傾向性隨著材料的均質(zhì)度的增加而增強；在同一均質(zhì)度下，煤的含量越高，沖擊傾向性越低；在同一均質(zhì)度，煤的彈性模量越大沖擊傾向性越高。
　　(3)在SPH數(shù)值模擬中監(jiān)測了試件的彈性能和動能的變化情況，根據(jù)對試件的動能的變化的分析得出：試件破壞時釋放的