[发明专利]一种模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法

摘要

一种模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，属于一种岩石力学测定方法。首先对需测试的工程岩体进行取样，制成完整和断续裂隙长方体试样；将制成的试样置于伺服试验机密闭压力缸内，先使试验机压头与岩样上、下端部紧密接触；按位移加载对试样施加轴向压力，使试样加载至破裂，得到试样压缩过程应力-应变全过程曲线、裂纹扩展过程和最终破裂模式；采用二维颗粒流程序（PFC2D）建立完整试样数值模型，通过不断调试细观参数，获得一组能够反映完整岩样试验结果的细观参数；在上述细观参数的基础上，建立断续裂隙数值模型，进行压缩过程模拟，模拟结果与断续裂隙岩样试验结果对比，进一步验证细观参数的准确性。

主权项

一种模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，其特征是：包括如下步骤：a.首先对需测试的工程岩体进行取样，将取样得到的岩体制成完整和断续裂隙长方体试样；b.将制成的完整和断续裂隙长方体试样置于伺服试验机的三轴密闭压力缸内，先使试验机压头与岩样上、下端部紧密接触；c.按位移加载速率对完整和断续裂隙长方体试样施加轴向压力，使试样加载至破裂，得到完整和断续裂隙长方体试样压缩过程应力‑应变全过程曲线和破裂岩石试样；d.采用二维颗粒流程序（PFC2D）建立完整试样数值模型，完整数值模型尺寸与完整岩样相同；通过不断调整二维颗粒流程序模拟位移加载速率及二维颗粒流程序中描述颗粒和黏结几何和力学的细观参数，细观参数包括：颗粒密度、颗粒最小半径、颗粒最大半径与最小半径比值、颗粒接触模量、颗粒法向刚度与切向刚度比值、颗粒摩擦系数、黏结半径乘子、黏结模量、黏结法向刚度与切向刚度比值、黏结法向强度平均值与标准差、黏结切向强度平均值与标准差，从而获得一组能够反映完整岩样试验结果的细观参数；e.在上述细观参数的基础上，建立断续裂隙数值模型，使断续裂隙数值模型尺寸与断续裂隙岩样相同；再进行压缩过程模拟，模拟结果与断续裂隙岩样试验结果对比，进一步验证细观参数的准确性。