煤岩组合体破坏过程RFPA^(2D)数值模拟 被引量：18

1

作者 付斌 周宗红 +3 位作者 王友新 易鑫 刘松 肖迎春 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期132-139,共8页

为研究不同组合条件下煤岩组合体的力学特性及破坏过程,使用RFPA^(2D)软件,采用位移加载方式,对不同倾角、围压下的煤岩组合体进行数值模拟,研究单轴和三轴条件下不同煤岩组合体的破坏机制,分析了围压、倾角对煤岩组合体强度的影响.研... 为研究不同组合条件下煤岩组合体的力学特性及破坏过程,使用RFPA^(2D)软件,采用位移加载方式,对不同倾角、围压下的煤岩组合体进行数值模拟,研究单轴和三轴条件下不同煤岩组合体的破坏机制,分析了围压、倾角对煤岩组合体强度的影响.研究表明:单轴压缩时煤岩组合体的强度接近煤体的单轴破坏强度.三轴压缩时煤岩组合体的强度随着倾角的增大先缓慢降低后迅速降低.围压越大组合体强度越高,但强度提高值随着围压的增大降低.煤岩组合体的内摩擦角随着倾角的增大减小,内聚力随着倾角的增大均先增大后减小.组合体单轴压缩破裂情况基本相同,破坏基元主要分布于煤体中,三轴压缩时组合体的破裂出现了3种情况. 展开更多

关键词 RFPA2d数值模拟 煤岩组合体 破裂形式 破坏强度

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利用HYDRUS-2D软件模拟污染事故后三氮污染物的迁移转化规律 被引量：13

2

作者 尹芝华 杜青青 +3 位作者 翟远征 杨洁 郭永丽 左锐 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1071-1076,共6页

以某污水处理池泄露污染水环境为例,利用HYDRUS-2D软件构建土壤水分运动和溶质运移模型,模拟三氮在该场地非饱和带垂向以及向下游地表水体的迁移转化过程,为定量预测识别该污水泄漏场地对下伏含水层和下游河流的影响提供技术参考。结果... 以某污水处理池泄露污染水环境为例,利用HYDRUS-2D软件构建土壤水分运动和溶质运移模型,模拟三氮在该场地非饱和带垂向以及向下游地表水体的迁移转化过程,为定量预测识别该污水泄漏场地对下伏含水层和下游河流的影响提供技术参考。结果表明:(1)三氮在非饱和带垂向100cm以内明显富集,但富集规律各异;(2)氨氮和亚硝态氮在整个模拟期内并未迁移至潜水面,对下游河流的影响微乎其微,最终污染下伏含水层和下游河流的是硝态氮;(3)硝态氮在污水泄漏事件发生后的第1 095天以0.024 0mg/cm3(即24mg/L)到达下伏潜水面,超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—93)中Ⅲ类限值(20mg/L);(4)硝态氮在污水泄漏事件发生后的第938天以0.468 5mg/cm3(即468.5mg/L)的峰值到达下游河流,超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中规定的Ⅴ类限值(2.0mg/L)。 展开更多

关键词 三氮 非饱和带 迁移转化 数值模拟HYdRUS-2d

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基于RFPA2D的岩石尺寸效应试验 被引量：10

3

作者 陈鹏 周志伟 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第6期842-845,共4页

研究高径比不同变化趋势对岩石尺寸效应的影响,考虑到岩石材料的非均质性,应用岩石破裂过程分析系统RFPA2D,对不同变化趋势下的岩石样本,进行了单轴压缩下的数值模拟研究,并对数值模拟结果进行试验验证.结果表明:岩石的变形模量和弹性... 研究高径比不同变化趋势对岩石尺寸效应的影响,考虑到岩石材料的非均质性,应用岩石破裂过程分析系统RFPA2D,对不同变化趋势下的岩石样本,进行了单轴压缩下的数值模拟研究,并对数值模拟结果进行试验验证.结果表明:岩石的变形模量和弹性模量随高径比的增大而呈现非线性减小;在小高径比时岩石的破裂形式较复杂,在大高径比时,呈劈裂破坏和剪切破坏;岩石抗压强度随高径比的增大呈增大趋势.该成果对岩石尺寸效应有一定指导意义,便于为工程提供可靠岩石信息. 展开更多

关键词 RFPA2d数值模拟 尺寸效应 岩石强度 高径比 破裂形式 弹性模量 泊松比 内摩擦角

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基于颗粒破碎的粗粒土剪切强度的模拟分析 被引量：22

4

作者 徐永福 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1409-1414,共6页

颗粒破碎在岩土工程领域是很常见的现象,土工试验中无法显示颗粒破碎过程及其影响,本文采用离散单元软件PFC2D模拟了考虑颗粒破碎影响的粗粒土的直剪试验,给出了考虑颗粒破碎的粗粒土直剪试验的模拟方法,分析粗粒土的剪应力-剪切位移关... 颗粒破碎在岩土工程领域是很常见的现象,土工试验中无法显示颗粒破碎过程及其影响,本文采用离散单元软件PFC2D模拟了考虑颗粒破碎影响的粗粒土的直剪试验,给出了考虑颗粒破碎的粗粒土直剪试验的模拟方法,分析粗粒土的剪应力-剪切位移关系、剪胀和剪切强度等宏观力学行为,探讨基本颗粒间黏聚力、单颗粒孔隙率和粗粒土试样的孔隙率对剪切强度的影响。结果表明:颗粒破碎对剪切强度的破碎准则有影响,颗粒不破碎试样的剪切强度符合Mohr-Coulomb准则;颗粒破碎试样的强度包络线是幂函数关系。 展开更多

关键词 粗粒土 直剪试验 剪切强度 颗粒破碎 分形 PFC^2d数值模拟

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黏性颗粒在滤料表面沉积的动态模拟及规律 被引量：2

5

作者 李建龙 李小峰 +2 位作者 吴代赦 吴泉泉 李江生 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期978-984,共7页

为研究颗粒黏性对过滤除尘性能的影响,分析了颗粒沉积过程的受力情况,应用颗粒流计算软件PFC2D对颗粒在滤料表面的沉积行为进行了数值模拟。结果表明:颗粒形成粉尘层的过程中主要受到风流力、惯性力等压缩力和范德华力、滚动摩擦力偶矩... 为研究颗粒黏性对过滤除尘性能的影响,分析了颗粒沉积过程的受力情况,应用颗粒流计算软件PFC2D对颗粒在滤料表面的沉积行为进行了数值模拟。结果表明:颗粒形成粉尘层的过程中主要受到风流力、惯性力等压缩力和范德华力、滚动摩擦力偶矩等压缩阻力的作用,颗粒黏性的增加,会使颗粒间滚阻系数和摩擦系数显著增加;PFC可实现粉尘颗粒在滤料表面沉积过程的可视化,得到不同黏性颗粒在滤料表面的沉积形态,滚阻系数或摩擦系数越大,粉尘层孔隙率越大,过滤阻力越小,其中,摩擦系数的影响作用弱于滚阻系数。 展开更多

关键词 环境工程学 黏性颗粒 沉积形态 PFC2d数值模拟 孔隙率 过滤阻力

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岩石断裂混合矩张量反演与数值分析 被引量：4

6

作者 张凌凡 陈忠辉 +2 位作者 秦凡 年庚乾 陈红杰 《矿业科学学报》 2019年第5期394-402,共9页

通过室内岩石声发射试验研究在不同断裂情况下声发射信号的时空演化特征,对岩石工程的监测预警具有一定的指导意义。通过岩石的张拉和剪切试验,利用Geiger定位法和混合矩张量理论分析了岩石不同断裂类型的时空演化特征,并利用数值模拟软... 通过室内岩石声发射试验研究在不同断裂情况下声发射信号的时空演化特征,对岩石工程的监测预警具有一定的指导意义。通过岩石的张拉和剪切试验,利用Geiger定位法和混合矩张量理论分析了岩石不同断裂类型的时空演化特征,并利用数值模拟软件RFPA2D进行验证。试验结果表明:在张拉破坏时,岩石在弯矩最大处首先开裂,并以张拉信号源为主;剪切破坏时,岩石在主裂隙中部首先开裂,并出现零星的张拉信号源,但随着荷载的增加,其绝大部分的信号源为剪切信号源。 展开更多

关键词 岩石声发射 监测预警 Geiger定位法 混合矩张量反演 RFPA2d数值模拟

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水中高压电脉冲压裂煤岩体裂纹断裂演化特征

7

作者 鲍先凯 张童 +3 位作者 崔广芹 姜斌 张晓凡 乔建龙 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第4期324-337,共14页

水中高压电脉冲压裂煤岩储层是提高煤层气开采效率的重要手段。为研究水中高压电脉冲压裂煤岩体过程中的裂纹断裂演化特征及规律,基于声发射技术,通过开展水中高压电脉冲压裂煤岩体试验,利用振铃、能量定量分析了不同放电电压作用下裂... 水中高压电脉冲压裂煤岩储层是提高煤层气开采效率的重要手段。为研究水中高压电脉冲压裂煤岩体过程中的裂纹断裂演化特征及规律,基于声发射技术,通过开展水中高压电脉冲压裂煤岩体试验,利用振铃、能量定量分析了不同放电电压作用下裂纹断裂演化特征,利用事件分布以及分形维数分析了裂纹发育扩展规律,结合PFC_(2D)颗粒流数值模拟,与试验声发射参数对比,进一步从细观尺度研究了裂纹起裂扩展形态特征。结果表明:静水压一定的条件下,不同放电电压致裂煤岩体存在最佳放电次数,煤岩体试件声发射累积振铃计数、最大振铃计数以及累积能量达到峰值,达到最佳放电次数后继续放电,各参数逐渐减小。随着放电电压、放电次数增加,煤岩体内部形成大量微裂纹和多条斜向45°的X形主裂纹,达到最佳放电次数后继续放电,微裂纹数量、规模、密集程度基本不再增加,而贯通性主裂纹进一步发育、扩展,长度继续增加。随着放电次数增加,分形维数值逐渐减小,裂纹逐渐从随机、无序性微裂纹向有序性、贯通性主裂纹调整,裂纹复杂程度逐渐减小。数值模拟结果显示:钻孔水中放电后煤岩体钻孔周围形成了大量微裂纹和数量不等的主、次裂纹,随着放电电压和放电次数的增加,主裂纹长度增加明显。研究结果可为水中高压电脉冲压裂煤岩储层技术应用提供理论支撑。 展开更多

关键词 水中高压放电 声发射 裂纹断裂演化 PFC^(2d)数值模拟 致裂效果

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降雨驱动单沟泥石流风险区划方法研究 被引量：1

8

作者 王毅 唐铣亮 +1 位作者 张鸿 周志林 《中国水土保持》 2024年第9期63-68,共6页

地质灾害风险区划是依据风险区域遭受不同强度地质灾害可能造成的损失程度大小而划分出不同风险级别的区域,是当前防灾减灾体系重要的工作环节。当前,绝大多数的地质灾害风险评价与区划工作主要是针对县级以上区域,很少有针对单体地质... 地质灾害风险区划是依据风险区域遭受不同强度地质灾害可能造成的损失程度大小而划分出不同风险级别的区域,是当前防灾减灾体系重要的工作环节。当前,绝大多数的地质灾害风险评价与区划工作主要是针对县级以上区域,很少有针对单体地质灾害威胁区域进行细致的风险区划研究。以汶川县城南沟泥石流堆积扇区域为研究区,利用FLO-2D数值模拟软件模拟南沟100 a一遇与200 a一遇两种频率下泥石流运动堆积过程,根据模拟的泥深与流速在堆积扇区域细致划分不同的危险强度区域;以单沟泥石流易损性计算模型为基础,依据具体地物类型与人口密集程度对研究区进行细致的易损性分区,最后完成研究区域风险区划,所采用的计算方式能够形象描绘出小区域的承灾风险高低,具备了对单体泥石流沟威胁区域进行风险量化分级的能力。风险区划结果可对强震区城镇周边的泥石流灾害进行风险预判,以及为防灾减灾、应急救援提供强有力的信息支撑。 展开更多

关键词 单沟泥石流 堆积区 FLO-2d数值模拟 空间分析 风险区划 汶川县城南沟

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特厚煤层综放开采顶煤放出率影响因素分析 被引量：21

9

作者 许力峰 张勇 +3 位作者 李立 张保 李俊峰 李宗超 《煤矿开采》 北大核心 2012年第6期25-28,45,共5页

采用PFC2D模拟软件对山西兴县金地煤矿特厚煤层低位综放开采散体顶煤在不同采高下的冒落规律进行模拟,并通过理论分析研究特厚煤层低位综放开采顶煤放出率的影响因素。研究结果表明:随着采高的增加,顶煤放出率呈下降趋势;分析了支架掩... 采用PFC2D模拟软件对山西兴县金地煤矿特厚煤层低位综放开采散体顶煤在不同采高下的冒落规律进行模拟,并通过理论分析研究特厚煤层低位综放开采顶煤放出率的影响因素。研究结果表明:随着采高的增加,顶煤放出率呈下降趋势;分析了支架掩护梁倾角对其影响,同时通过监测煤矸放出过程中的速度-时间曲线及煤矸成拱次数,得出该矿首采综放工作面选取3m为合适采高,以达到较高的顶煤放出率和开采效率。在实际生产中工作面采高为3m,采放比约为1∶3,采煤机截深0.8m,两刀一放,观测期间工作面取得了较高的顶煤回收率,故该方案可以在该工作面及相似条件下工作面推广采用。 展开更多

关键词 特厚煤层 放顶煤 放出率 PFC 2d数值模拟

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缓倾斜中厚矿体崩落开采矿石流动规律仿真与放矿参数优化 被引量：12

10

作者 胡建华 郭福钟 +2 位作者 罗先伟 周科平 纪大波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1772-1777,共6页

采用正交数值仿真和盈利因子评价函数,建立了分段高度(H)、进路间距(L)、崩矿边孔角(α)、截止贫化率(g)四因素三水平的正交仿真模型,获得矿岩放矿流动行为规律。研究结果表明:4个因素对放矿最优效果的影响权重从大到小依次为进路间距L... 采用正交数值仿真和盈利因子评价函数,建立了分段高度(H)、进路间距(L)、崩矿边孔角(α)、截止贫化率(g)四因素三水平的正交仿真模型,获得矿岩放矿流动行为规律。研究结果表明:4个因素对放矿最优效果的影响权重从大到小依次为进路间距L,截止贫化率g,崩矿边孔角α,分段高度H。得到(H-L-α-g)的最优组合,即H=12m,L=8 m,α=30°,g=0.5,在此条件下,可以使放出矿石经济效益达到最大,盈利因子F=17.38。对于缓倾斜中厚矿体,适当降低采场结构参数,采用低贫化放矿管理方式,有利于提高矿石回收率,降低贫化率。 展开更多

关键词 正交实验 PFC2d数值模拟 低贫损放矿 参数优化

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含硬煤顶煤综放开采提高回采率措施研究 被引量：3

11

作者 张保 吕伟伟 +3 位作者 成辰欣 郭文砚 赵健健 张世青 《中国煤炭》 北大核心 2013年第7期51-53,共3页

为研究秦源煤业含硬煤分层综放开采硬煤分层对顶煤放出率的影响,运用PFC2D软件建立放顶煤数值模型,模拟在随赋存变化的硬煤厚度影响下顶煤的冒放规律,统计不同硬煤厚度上位顶煤、硬煤分层、下位顶煤的回收率,提出提高散体顶煤回收率的... 为研究秦源煤业含硬煤分层综放开采硬煤分层对顶煤放出率的影响,运用PFC2D软件建立放顶煤数值模型,模拟在随赋存变化的硬煤厚度影响下顶煤的冒放规律,统计不同硬煤厚度上位顶煤、硬煤分层、下位顶煤的回收率,提出提高散体顶煤回收率的措施。结果表明:硬煤分层的厚度影响顶煤冒放性,随着硬煤厚度增加,顶煤回收率受到严重影响;通过优化工作面综放开采工艺和采取顶煤注水弱化硬煤能增加顶煤的破碎度和降低硬煤的强度,使顶煤的回收率得到提高。 展开更多

关键词 含硬煤顶煤 PFC2d数值模拟 冒放性 注水软化 回收率

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孤岛煤柱沿空掘巷围岩稳定与控制技术研究 被引量：1

12

作者 张有乾 周健 +1 位作者 王琦 孙玉亮 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第8期49-52,共4页

孤岛煤柱结构特殊,在孤岛煤柱中掘巷,巷道应力集中程度高,围岩完整性差,围岩控制非常困难。本研究提出了孤岛煤柱沿空掘巷模型,以某矿为例,孤岛煤柱将完全处于塑性区和破碎区,整个煤柱不会存在弹性核区。通过PFC^2D颗粒流模拟软件模拟,... 孤岛煤柱结构特殊,在孤岛煤柱中掘巷,巷道应力集中程度高,围岩完整性差,围岩控制非常困难。本研究提出了孤岛煤柱沿空掘巷模型,以某矿为例,孤岛煤柱将完全处于塑性区和破碎区,整个煤柱不会存在弹性核区。通过PFC^2D颗粒流模拟软件模拟,得出整个煤柱可分为裂隙区和破碎区,巷道两侧破碎区范围在2.5 m左右,锚固范围需超出破碎区范围,因而需要帮锚索支护进行围岩控制,得出支护阻力和裂隙发育相互关系,分析认为,相比无支护一定的支护阻力对控制裂隙发育作用明显,但支护阻力到达一定数值后,增加支护阻力对进一步控制裂隙发育作用不大。通过现场观测,对比有无锚索不同支护条件下围岩变形情况,得出帮部布置锚索时,可以明显降低围岩变形速度10～15 mm/d,有效控制锚固范围内围岩的变形,保证巷道正常使用。 展开更多

关键词 孤岛煤柱 塑性区 破碎区 PFC^2d数值模拟

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动静载叠加扰动对巷道围岩的冲击破坏 被引量：5

13

作者 尤小明 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第6期56-60,共5页

针对某矿1306工作面下顺槽冲击地压事故,以SOS微震监测系统监测定位到的大能量震源为依托,通过FLAC^(2D)数值模拟软件根据具体地质条件建立模型,分析研究了静载荷动静载叠加作用下巷道顶底板应力和位移的演化规律。变换震源位置来模拟... 针对某矿1306工作面下顺槽冲击地压事故,以SOS微震监测系统监测定位到的大能量震源为依托,通过FLAC^(2D)数值模拟软件根据具体地质条件建立模型,分析研究了静载荷动静载叠加作用下巷道顶底板应力和位移的演化规律。变换震源位置来模拟研究不同动静载叠加强度下巷道围岩力学响应特征,结果表明:随着震源的远离,对巷道顶底板影响效果急剧衰减,对两帮影响效果成比例下降。研究旨在对受动静载叠加扰动作用巷道围岩稳定性改善提供一定的控制理论和现场指导意义。 展开更多

关键词 巷道围岩 冲击破坏 动静载 扰动 FLAC2d数值模拟

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围岩结构面对巷道稳定性的影响分析 被引量：1

14

作者 陈金宇 《中国煤炭》 北大核心 2014年第9期52-54,80,共4页

巷道围岩结构面与主应力方向的夹角以及结构面的倾角是巷道开挖以后围岩破坏模式的关键影响因素。为了掌握结构面对围岩强度的影响规律,根据现场实际地质条件,采用数值模拟软件PFC2D对巷道围岩的结构面进行预设,从结构面与主应力的方向... 巷道围岩结构面与主应力方向的夹角以及结构面的倾角是巷道开挖以后围岩破坏模式的关键影响因素。为了掌握结构面对围岩强度的影响规律,根据现场实际地质条件,采用数值模拟软件PFC2D对巷道围岩的结构面进行预设,从结构面与主应力的方向关系、层理的倾角等因素对巷道围岩的破坏模式的影响进行分析。结果表明垂直主应力占主导作用时,层理倾角达到30°时是巷道围岩发生整体失稳的临界点,得出了层理倾角达到巷道破坏的起始部位、转移路线以及重点破坏区域,以此为依据,现场施工取得良好效果。 展开更多

关键词 巷道围岩 结构面层理 结构面节理 层理倾角 PFC2d数值模拟

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