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题名基于离散元法的岩石颗粒破碎宏微观力学行为研究
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作者
程威顺
余方威
雷震
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机构
中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
中国科学院大学
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出处
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期2130-2142,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(资助号:U22A20603)
四川省科技计划项目(资助号:2023ZYD0149)
中国科学院人才计划——中国科学院西部之光青年学者项目(资助号:Fangwei Yu)。
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文摘
本研究旨在深入探究岩石颗粒破碎的宏观力学行为与微观作用机理之间的联系。基于离散元法通过岩石颗粒压缩数值试验,系统研究了在复杂条件下(包括加载速率、颗粒粒径、子颗粒黏结强度和颗粒孔隙率)岩石颗粒的压缩破碎行为。研究表明:随加载速率、子颗粒黏结强度增加,颗粒破碎强度呈增加趋势;随颗粒粒径尺寸、孔隙率增加,颗粒破碎强度随之减小;阐明了岩石颗粒破碎全过程宏观力学行为(应力-应变行为与破碎现象)与微观作用机理(力链演化、黏结键断裂损伤、微裂缝发展)存在互馈演化关系,构建了岩石颗粒破碎的宏观力学行为与微观作用机理之间的内在联系与演化机制。此外通过监测颗粒压缩过程中的细观能量,揭示了压缩过程能量转换的特征,当颗粒完全破碎时,应变能完全释放,伴随着耗散能的急剧增加,岩石材料表现出明显的脆性特征。本文研究结果有助于深入理解岩石颗粒破碎全过程宏微观力学行为,对工程实践应用具有重要意义。
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关键词
离散元法
岩石颗粒
压缩试验
颗粒破碎
宏微观力学行为
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Keywords
Discrete element method
Rock particles
Compression tests
Particle crushing
Macro and micro behavior
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分类号
P642.3
[天文地球—工程地质学]
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