申请/专利权人：武汉大学

申请日：2020-10-30

公开（公告）日：2022-01-04

公开（公告）号：CN112362520B

主分类号：G01N3/62(20060101)

分类号：G01N3/62(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.01.04#授权;2021.03.05#实质审查的生效;2021.02.12#公开

摘要：本发明公开了一种有限元‑离散元耦合数值模拟程序FDEM输入参数快速标定方法，步骤如下：1采用单轴压缩、巴西劈裂和三轴压缩室内试验获得岩石宏观物理力学参数；2采用单轴压缩模拟试验峰前阶段曲线标定节理罚值Pf；3基于算法改进和单个节理单元压剪破坏标定法向接触刚度Pn；4采用单轴压缩模拟试验全过程曲线标定II型断裂能GII；5采用直接拉伸试验标定I型断裂能GI；6再次采用单轴压缩模拟试验标定切向接触刚度Pt；7采用三轴压缩、巴西劈裂和直接剪切模拟试验验算所标定参数的可靠性。本发明提出的标定方法效率高，消除了参数取值对网格尺寸的依赖性，能够适用于工程尺度的模拟。

主权项：1.一种有限元-离散元耦合数值模拟程序输入参数快速标定方法，其特征在于，包括以下步骤：1基于室内岩石力学实验，获取岩石宏观物理力学参数，包括单轴抗压强度σc，弹性模量E，泊松比ν，抗拉强度σt，粘聚力c，内摩擦角和岩样的破坏模式；2采用不同的节理罚值Pf，进行标准岩样单轴压缩模拟试验，监测峰前应力-应变曲线，得到数值模拟的弹性模量值并与输入值对比，通过不断试算得到节理罚值Pf的取值范围；3采用两个三角形单元的压缩-剪切破坏模拟试验，标定得到法向接触刚度Pn取值；所述法向接触刚度Pn计算公式，如下： 式中，Pni-j为三角形单元i与三角形单元j间的法向接触刚度，hi、hj分别为三角形单元i、j的高，li、lj分别为三角形单元i、j的长，Pb为基本刚度，采用下式计算：Pb＝αPf式中，α为系数；4采用单轴压缩模拟试验，设置抗拉强度σt为较大值，以使岩样仅发生剪切破坏，获得II型断裂能GII；5采用标准岩样直接拉伸试验，获得I型断裂能GI；6根据步骤2-5得到的节理罚值Pf、法向接触刚度Pn、II型断裂能GII和I型断裂能GI，再次采用单轴压缩模拟试验，变化不同的切向接触刚度Pt，监测岩样的破坏率，破坏率被定义为破坏节理单元数目与总节理单元数目的比值，直至获得稳定的破坏率，获得切向接触刚度Pt的取值范围；7根据步骤1-6得到的宏观输入参数和微观输入参数，进行三轴压缩、巴西劈裂和直接剪切模拟试验，验证步骤2-步骤6所标参数的可靠性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉大学 一种有限元-离散元耦合数值模拟程序(FDEM)输入参数快速标定方法

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