CN110096813A - 一种基于pfc的岩石裂隙扩展模拟方法 - Google Patents

一种基于pfc的岩石裂隙扩展模拟方法 Download PDF

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刘启蒙
王林涛
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Abstract

本发明基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法，分析物理数据，建立数值模拟模型，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。岩石裂隙扩展结果合理可靠，具有一定的新颖性，且本发明操作简单，易于实际应用，为岩石裂隙模拟提供了一种新的方法和思路。

Description

一种基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法
技术领域
本发明涉及岩石裂隙扩展技术领域，具体涉及一种基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法
背景技术
岩石裂隙扩展是岩石力学中一个十分关键且具有基础意义的过程。在研究岩石裂隙扩展过程中，大多数是物理模型试验，但模型试验存在成本大、耗时、观察尺度有限等不利因素，本发明针对这一问题提供一种操作简单，直观的岩石裂隙模拟方法。
发明内容
1.本发明的目的
鉴于此，本发明针对岩石裂隙扩展物理模型试验的不足，提供一种操作简单，直观模拟岩石裂隙的方法。
2.本发明的技术方案
为实现上述目的，本发明一种领域，具体涉及一种基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法，该方法包括：步骤A，收集目标岩石基本物理力学数据；步骤B，基于物理力学数据，建立数值模拟模型；步骤C，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。。
发明基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法，分析物理数据，建立数值模拟模型，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。岩石裂隙扩展结果合理可靠，具有一定的新颖性，且本发明操作简单，易于实际应用，为岩石裂隙模拟提供了一种新的方法和思路。
附图说明
此处用来说明的附图是为了对本发明的进一步解释和说明，为本申请的一部分，但并不能限定本发明。
图1为一种基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法流程图。
图2为60°倾角裂隙扩展模拟图。
具体实施方案
下面结合附图及本发明所应用的实例，对本发明进行进一步说明。
图1为本发明基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤A，收集目标岩石基本物理力学数据；
步骤B，基于物理力学数据，建立数值模拟模型；
步骤C，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。
以下结合具体实例，对上述每一步骤进行解释说明。
步骤A，收集目标岩石基本物理力学数据。
在本发明实例中，结合某矿生产实践，收集该矿顶板砂岩三轴压缩试验数据，具体见表1。
表1岩样三轴压缩实验计算表
步骤B，基于物理力学数据，建立数值模拟模型。
本发明实例中，基于物理力学数据，建立数值模拟模型具体过程：
采用二维颗粒流(PFC2D)建立四道墙壁围成50mm*100mm的矩形，形成边界控制，用顶部和底部墙壁的相对运动速率来模拟应变控制，删除侧墙或给侧墙赋予很小的刚度，并给试样很小的围压模拟单轴压缩试验。
步骤C，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。
步骤B建立PFC2D模拟模型后，通过删除预制裂隙位置处的颗粒形成裂隙，设置不同倾角的裂隙，并进行模拟，得到裂隙扩展结果图。图2为60°倾角裂隙扩展模拟图。
本发明基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法，分析物理数据，建立数值模拟模型，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。岩石裂隙扩展结果合理可靠，具有一定的新颖性，且本发明操作简单，易于实际应用，为岩石裂隙模拟提供了一种新的方法和思路。以上所述具体实例，对本发明的目的，过程和有益效果进行详细说明，并不用于限定本发明的限定范围，凡在本发明的精神原则之内，所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法，其特征在于，该方法包括：
步骤A，收集目标岩石基本物理力学数据；
步骤B，基于物理力学数据，建立数值模拟模型
步骤C，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。
2.如权利要求1所述的一种基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法，其特征在于，步骤B中，基于物理力学数据，建立数值模拟模型。
采用二维颗粒流(PFC2D)模型，生成四道墙壁围成50mm×100mm的矩形，进行数值模拟。
3.如权利要求1所述的一种基于PFC的岩石裂隙扩展模拟方法，其特征在于，步骤C中，利用PFC程序内嵌Fish语言编写试验程序，对岩石裂隙扩展过程进行模拟，得到岩石最终破坏形式。具体过程如下：
(1)通过程序的内置Fish语言建立基础数值模型，然后根据方案，开始进行模拟单轴加载试验。
(2)试验方案中分别对完整岩体以及含预制单裂隙岩体进行单轴压缩试验模拟。删除预制裂隙位置处的颗粒形成裂隙，裂隙中心与模型几何中心重合其中。
(3)预制裂隙长为15mm，包括0°，15°，30°，45°，60°，75°，90°等七条裂隙。模拟得到应力-应变曲线、裂隙岩体破坏形式以及能量，以及裂隙扩展结果图。
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