申请/专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所;中南民族大学

申请日：2021-03-31

公开（公告）日：2022-05-17

公开（公告）号：CN112989668B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/25;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.05.17#授权;2021.07.06#实质审查的生效;2021.06.18#公开

摘要：本发明涉及一种FDEM‑Voronoi颗粒模型的能量数值计算方法，本发明目的是针对高应力环境下硬岩破裂模式表征和能量计算缺乏有效数值计算方法问题，在有限元‑离散元耦合数值方法FDEM框架下，提供一种FDEM‑Voronoi颗粒模型，表征深部硬岩隧洞或洞室开挖区应力诱发张拉和张剪断裂机制，并基于该模型发明了破裂过程中应变能、动能、断裂能、摩擦耗能等等能量成分的数值计算方法。可用于水电、采矿、交通和铁路等行业的深部地下隧洞道和硐室群高应力诱发破裂与岩爆能量释放过程中能量评估领域。

主权项：1.一种FDEM-Voronoi颗粒模型的能量数值计算方法，该方法仅适用于二维平面问题，其特征在于：包括如下计算步骤：步骤1：FDEM-Voronoi数值模型建立：构建FDEM-Voronoi数值模型的网格拓扑关系，模型采用双尺度Voronoi颗粒模型与两套粘结节理模型耦合方法构建，即岩体先采用Voronoi颗粒模型做一级尺度上的剖分，进而在Voronoi颗粒内部划分二级尺度的三角形网格结构，Voronoi颗粒间节理，采用第一套节理参数，Voronoi颗粒内部三角形单元间节理，采用第二套节理参数，上述双尺度网格结构和双节理模型共同表征完整岩体力学行为；应力诱发破裂将依据双尺度网格结构构型和节理破裂准则进行破裂演化；步骤2：两套粘结节理模型设定与参数标定：节理力学参数包括：内摩擦角、粘聚力、抗拉强度、I型断裂能和II型断裂能，两者关系要求Voronoi颗粒间节理单元力学参数要低于Voronoi颗粒内部节理单元；步骤3：计算结果初始数据库建立：运行FDEM-Voronoi数值模型，保存每个时间步的节点、三角形单元和节理单元计算结果到数据库，节点计算结果包括节点力、节点位移以及节点坐标；三角形单元计算结果包括应力和应变；节理单元计算结果包括张开位移和滑动位移；步骤4：能量成分计算：分析岩体破裂过程中主要能量成分，建立能量平衡方程，并分别计算各能量成分，FDEM-Voronoi颗粒模型中，岩体破裂过程中主要能量成分包括岩体储存的应变能、岩体破裂能、岩块动能以及岩块间摩擦耗能。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院武汉岩土力学研究所;中南民族大学 一种FDEM-Voronoi颗粒模型的能量数值计算方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD