石灰岩细观力学特性的颗粒流模拟

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S2): 390-395.

石灰岩细观力学特性的颗粒流模拟

徐金明¹，谢芝蕾¹，贾海涛²

1. 上海大学土木工程系，上海 200072；2. 上海自然博物馆工程建设指挥部，上海 200041

收稿日期:2010-07-30 出版日期:2010-12-10 发布日期:2011-01-12
作者简介:徐金明，男，1963年生，博士、教授、博士生导师，主要从事岩土工程和工程地质计算技术的教学和科研工作。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(No. 40972191)；上海市教育委员会科研创新项目(No. 09YZ39)。

Simulation of mesomechanical properties of limestone using particle flow code

XU Jin-ming¹，XIE Zhi-lei¹，JIA Hai-tao²

1. Department of Civil Engineering，Shanghai University, Shanghai 200072，China; 2. Shanghai Science and Technology Museum, Shanghai 200041，China

Received:2010-07-30 Online:2010-12-10 Published:2011-01-12

摘要/Abstract

摘要：

岩体地区地质灾害的发生和发展取决于岩石细观组分的运动学行为。研究岩石运动学行为时通常将岩石作为整体研究对象较多，而直接以细观组分为对象的研究较少。以石灰岩为例，根据室内试验获得的岩石力学性质指标，使用基于非连续介质理论的颗粒流方法，将材料离散成刚性颗粒组成的模型，把颗粒细观变化与宏观力学特性联系起来，建立了石灰岩的细观结构模型，获得了颗粒接触力、颗粒接触模量、接触连接强度和连接刚度比等细观力学参数。由于文中直接以细观成分为研究对象、反映了岩石和岩体组成的本质特点，所得结论不仅对含裂隙岩石本构关系研究具有广阔的应用前景，而且对岩体工程性质和地质灾害机制研究也具有重要的理论意义。

关键词: 石灰岩, 细观力学特性, 颗粒流, 模拟

Abstract:

The formation and development of geological disasters in rock area are dependant on the kinematic behaviors of rocks, especially of grains, fissures, and fillings in the rocks. In the conventional studies, rocks are generally treated as entireties and few concerns are concentrated on the individual meso-compositions in these rocks. Taking a limestone for example, macromechanical properties were obtained for the rock specimens of laboratory tests; and particle flow code in two-dimensions (PFC2D) was used for simulating the macromechanical properties of the rock material. In the simulation, the material was discretized as an assembly of rigid particles. The mesomechanical parameters, such as contact forces, contact modulus, normal contact strengths, and stiffness ratio, were obtained; and the mesostructural model was established for the limestone; connecting meso-level changes in particles with macromechanical properties. Because the individual compositions were taken as the direct objectives, reflecting the intrinsic features of rock materials or rock masses, the techniques presented herein may be of great significance in studying the constitutive law of fissured rocks, engineering properties of rock masses, and mechanism of geological disasters

Key words: limestone, mesomechanical property, particle flow, simulation

中图分类号:

TU 452

徐金明，谢芝蕾，贾海涛. 石灰岩细观力学特性的颗粒流模拟[J]. , 2010, 31(S2): 390-395.

XU Jin-ming，XIE Zhi-lei，JIA Hai-tao. Simulation of mesomechanical properties of limestone using particle flow code[J]. , 2010, 31(S2): 390-395.

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