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金属矿山 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (04): 58-64.

• 采矿工程 • 上一篇    下一篇

基于离散元法的岩石细观能量转化特征及影响因素分析

程虹铭1 韩锋勇2 李永明1   

  1. 1. 山西大同大学煤炭工程学院,山西 大同 037003;2. 山西焦煤临汾宏大洪崖煤业有限公司,山西 临汾 041000
  • 出版日期:2023-04-15 发布日期:2023-04-28

  • Online:2023-04-15 Published:2023-04-28

摘要: 为揭示荷载作用下岩石细观能量转化特征及查明其影响因素,基于离散元 PFC2D 软件建立砂岩数学计 算模型,通过试错法匹配试验应力—应变曲线标定细观力学参数,对不同围压、加载速率和颗粒直径下砂岩受压试验 进行离散元研究。 分析砂岩变形破坏全过程细观能量演化及转化特征,探讨细观能量转化机制及细观能量转化影响 因素。 研究结果表明:细观线应变能和黏结应变能在峰值应力前随变形增大而增大,峰值应力后释放并逐渐平缓发 展;摩擦耗散能随变形增大而增大,阻尼耗散能演化趋势与宏观贯通裂纹形成相关;以耗散能转化率为例,能量转化 经历了 4 个阶段,与裂纹发展趋势一致,且其极小值对应岩石损伤应力;损伤应力后,围压、加载速率的增大降低耗散 能转化及其增长速率,颗粒直径的增大仅降低耗散能转化率,不影响其增长速率。