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

Info

Publication number
CN110096813A
CN110096813A CN201910367948.3A CN201910367948A CN110096813A CN 110096813 A CN110096813 A CN 110096813A CN 201910367948 A CN201910367948 A CN 201910367948A CN 110096813 A CN110096813 A CN 110096813A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rock
pfc
rock fracture
crack
simulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910367948.3A
Other languages
English (en)
Inventor
刘启蒙
王林涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Science and Technology
Original Assignee
Anhui University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Science and Technology filed Critical Anhui University of Science and Technology
Priority to CN201910367948.3A priority Critical patent/CN110096813A/zh
Publication of CN110096813A publication Critical patent/CN110096813A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

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。
CN201910367948.3A 2019-05-05 2019-05-05 一种基于pfc的岩石裂隙扩展模拟方法 Pending CN110096813A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910367948.3A CN110096813A (zh) 2019-05-05 2019-05-05 一种基于pfc的岩石裂隙扩展模拟方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910367948.3A CN110096813A (zh) 2019-05-05 2019-05-05 一种基于pfc的岩石裂隙扩展模拟方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110096813A true CN110096813A (zh) 2019-08-06

Family

ID=67446815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910367948.3A Pending CN110096813A (zh) 2019-05-05 2019-05-05 一种基于pfc的岩石裂隙扩展模拟方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110096813A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111008486A (zh) * 2019-12-27 2020-04-14 中国矿业大学 一种2d模拟综采面滚筒截割煤壁并统计块煤率的方法
CN112257326A (zh) * 2020-10-27 2021-01-22 中国矿业大学(北京) 一种围岩应力状态的数值模拟方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103940666A (zh) * 2014-03-18 2014-07-23 中国矿业大学 一种模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法
CN108182335A (zh) * 2018-01-26 2018-06-19 山东科技大学 一种基于abaqus的岩石力学试验数值仿真方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103940666A (zh) * 2014-03-18 2014-07-23 中国矿业大学 一种模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法
CN108182335A (zh) * 2018-01-26 2018-06-19 山东科技大学 一种基于abaqus的岩石力学试验数值仿真方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111008486A (zh) * 2019-12-27 2020-04-14 中国矿业大学 一种2d模拟综采面滚筒截割煤壁并统计块煤率的方法
CN112257326A (zh) * 2020-10-27 2021-01-22 中国矿业大学(北京) 一种围岩应力状态的数值模拟方法及系统
CN112257326B (zh) * 2020-10-27 2023-05-30 中国矿业大学(北京) 一种围岩应力状态的数值模拟方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ghazvinian et al. 3D random Voronoi grain-based models for simulation of brittle rock damage and fabric-guided micro-fracturing
Li et al. Microplate tectonics: New insights from micro-blocks in the global oceans, continental margins and deep mantle
Zhou et al. Hydromechanical bond-based peridynamic model for pressurized and fluid-driven fracturing processes in fissured porous rocks
Zhou et al. Multiscale numerical modeling of propagation and coalescence of multiple cracks in rock masses
Liu et al. Cracking process and stress field evolution in specimen containing combined flaw under uniaxial compression
Bi et al. The 3D numerical simulation for the propagation process of multiple pre-existing flaws in rock-like materials subjected to biaxial compressive loads
Liu et al. Numerical simulation of non-planar fracture propagation in multi-cluster fracturing with natural fractures based on Lattice methods
Wong et al. Size effects on cracking behavior of flaw-containing specimens under compressive loading
Meng et al. Experimental and numerical investigation on the effects of bedding plane properties on the mechanical and acoustic emission characteristics of sandy mudstone
Li et al. A 3D grain-based model for simulating the micromechanical behavior of salt rock
Zheng et al. True triaxial test and PFC3D-GBM simulation study on mechanical properties and fracture evolution mechanisms of rock under high stresses
Sun et al. Impacts of bedding directions of shale gas reservoirs on hydraulically induced crack propagation
da Silva et al. Finite element study of fracture initiation in flaws subject to internal fluid pressure and vertical stress
CN104458309A (zh) 一种用于物理模拟实验中的相似材料配比确定方法
CN104975836B (zh) 岩样水力裂缝形态声发射诊断实验方法及装置
CN110096813A (zh) 一种基于pfc的岩石裂隙扩展模拟方法
CN112012712A (zh) 一种嵌入式离散裂缝的注水生长缝数值模拟方法和装置
Figueiredo et al. The effects of nearby fractures on hydraulically induced fracture propagation and permeability changes
Lu et al. Modeling and parameters analysis on a pulsating hydro-fracturing stress disturbance in a coal seam
Liao et al. Numerical evaluation of hot dry rock reservoir through stimulation and heat extraction using a three-dimensional anisotropic coupled THM model
Li et al. Weibull grain-based model (W-GBM) for simulating heterogeneous mechanical characteristics of salt rock
Shi et al. A fully coupled hydromechanical XFEM model for the simulation of 3D non-planar fluid-driven fracture propagation
Liang et al. Flow in multi-scale discrete fracture networks with stress sensitivity
CN113530536A (zh) 致密砂岩气藏水平井压裂缝储层动用效率评价方法及系统
CN105114065A (zh) 水力压裂裂缝延伸过程的模拟方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190806

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication