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基于PFC2D岩质边坡稳定性分析的强度折减法 被引量:31
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作者 王培涛 杨天鸿 +1 位作者 朱立凯 刘洪磊 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期127-130,共4页
基于颗粒流离散单元法,将强度折减法引入到边坡稳定性研究中,可以解决应用连续变形分析方法研究存在的缺陷.取特定平均不平衡力比率作为边坡失稳与否判断准则,将颗粒间粘结强度及摩擦系数进行折减,以边坡岩体出现失稳破坏且断裂面贯通... 基于颗粒流离散单元法,将强度折减法引入到边坡稳定性研究中,可以解决应用连续变形分析方法研究存在的缺陷.取特定平均不平衡力比率作为边坡失稳与否判断准则,将颗粒间粘结强度及摩擦系数进行折减,以边坡岩体出现失稳破坏且断裂面贯通作为失稳判断准则,一方面能够对边坡局部危险区域予以定性预测,另一方面监测边坡变形到破坏的失稳过程,最终定量分析边坡稳定性.结合黑山铁矿现场边坡稳定研究实例,分别研究了边坡开挖扰动前后的边坡变形特征,得到开挖前后边坡安全系数分别为1.803和1.183,与预期结论一致. 展开更多
关键词 pfc2d 离散元法 岩质边坡稳定性 强度折减法 数值模拟
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颗粒流方法及PFC2D程序 被引量:199
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作者 周健 池永 +1 位作者 池毓蔚 徐建平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 2000年第3期271-274,共4页
归纳总结了颗粒流模拟方法产生的背景 ,比较了与其他模拟方法的异同之处 。
关键词 颗粒流 数值模拟 pfc2d程序 钢筋混凝土结构
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无底柱分段崩落法放矿规律的PFC2D模拟仿真 被引量:14
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作者 王培涛 杨天鸿 柳小波 《金属矿山》 CAS 北大核心 2010年第8期123-127,共5页
利用基于颗粒流的离散元方法,对无底柱分段崩落法覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律以及矿石损失贫化过程进行了数值仿真。以矿石回收率和废石混入率为检测指标,对比分析平面放矿和立面放矿2个不同的放矿方案的优劣。研究发现,在相同的放矿... 利用基于颗粒流的离散元方法,对无底柱分段崩落法覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律以及矿石损失贫化过程进行了数值仿真。以矿石回收率和废石混入率为检测指标,对比分析平面放矿和立面放矿2个不同的放矿方案的优劣。研究发现,在相同的放矿条件下,平面放矿方案比立面放矿方案更加合理。在同一放矿模型中,通过对比5种不同摩擦性质颗粒在立面放矿方案下的放出体形态,发现在结构参数和放矿方案既定的情况下,矿岩散体内摩擦角会影响放矿效果:颗粒间摩擦系数越大,放出椭球体的偏心率越大。 展开更多
关键词 pfc2d 无底柱分段崩落法 平面放矿 立面放矿 摩擦系数 放出体
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节理岩质边坡破坏过程的PFC2D数值模拟分析 被引量:33
4
作者 李新坡 何思明 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期70-75,共6页
边坡破坏后的运动过程及运动距离预测可以为灾害危险性区划、风险评估等提供定量分析依据,可以为灾后重建规划以及地震区工程建设提供指导。节理岩质边坡的破坏和其后的运动过程非常复杂,没有理论方法可以对这一过程进行合理的描述,而... 边坡破坏后的运动过程及运动距离预测可以为灾害危险性区划、风险评估等提供定量分析依据,可以为灾后重建规划以及地震区工程建设提供指导。节理岩质边坡的破坏和其后的运动过程非常复杂,没有理论方法可以对这一过程进行合理的描述,而数值模拟方法是研究这一问题的有效途径。采用颗粒流程序PFC2D对节理岩质边坡的破坏和运动过程进行了研究,分析了关键参数对结果的影响,得出了破坏后的堆积形状和最终的运动距离。研究结果表明,颗粒流程序不但可以描述岩石等连续介质,而且可以描述节理岩体以及碎屑等不连续介质,是研究岩质边坡破坏运动的有效方法。 展开更多
关键词 节理岩质边坡 运动距离 pfc2d
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基于PFC2D数值模拟座滑危岩破坏过程研究 被引量:7
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作者 何潇 赵鹏 +2 位作者 杜春兰 王建力 李清 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期167-173,共7页
发育在软硬互层结构上的危岩是一种多介质复合结构岩体,呈现出非均质危岩体的各项异性,比单一岩性在荷载作用下的受力、变形、破坏特征要复杂。利用颗粒流离散元方法进行数值模拟是研究该类危岩破坏问题的良好途径。基于PFC2D软件,对长... 发育在软硬互层结构上的危岩是一种多介质复合结构岩体,呈现出非均质危岩体的各项异性,比单一岩性在荷载作用下的受力、变形、破坏特征要复杂。利用颗粒流离散元方法进行数值模拟是研究该类危岩破坏问题的良好途径。基于PFC2D软件,对长江巫峡望霞W2危岩颗粒物质动力响应和危岩失稳过程进行了研究。结果显示,在上部重力荷载与下部软弱基座强度参数劣化的共同作用下,危岩体沿岩体底部软弱结构面锁固段发生破碎挤出。获取的位移参数表明,危岩体顶部和底部较大的速度差异可使危岩体呈后倾座滑破坏。模拟结果与实际监测数据结果吻合,验证了该方法对含软弱基座危岩破坏预测的科学性与合理性。 展开更多
关键词 颗粒离散元 pfc2d 座滑危岩 破坏过程
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基于PFC2D不同细观参数对生态混凝土宏观破坏分析 被引量:23
6
作者 宿辉 唐阳 聂汉江 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第28期118-124,共7页
采用PFC2D离散元软件通过内嵌的Fish语言创建了不规则骨料,通过建立的生态混凝土数值模型利用控制变量法从不同细观力学参数对其双轴压缩破坏的影响进行了分析。研究结果表明:平均强度和标准差主要影响混凝土材料的不均匀性,不均质度越... 采用PFC2D离散元软件通过内嵌的Fish语言创建了不规则骨料,通过建立的生态混凝土数值模型利用控制变量法从不同细观力学参数对其双轴压缩破坏的影响进行了分析。研究结果表明:平均强度和标准差主要影响混凝土材料的不均匀性,不均质度越高,强度越低,裂纹空间分布越分散;摩擦系数主要影响应力应变曲线的形状和材料强度,摩擦系数越大,颗粒之间的咬合力越大,曲线下降段的残余强度也就越大;刚度比值和接触模量的增大均会造成颗粒之间形成刚性接触,平行黏接的作用会被削弱导致高抗拉应力和更多的张拉裂纹,最终宏观表现为张拉破坏。对混凝土数值模型的力学细观参数进行探究能够更好地对其进行参数的选择,为以后建立数值模型提供参考依据。 展开更多
关键词 生态混凝土 pfc2d 细观参数 不规则颗粒 数值模拟 FISH 双轴试验
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基于PFC2D的土体缓冲落石冲击能力研究 被引量:6
7
作者 江巍 宋鹏程 +2 位作者 陈玮 王彦海 毛聪 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第4期49-54,共6页
常用的拦石墙、棚洞等落石防护措施均需布置土体来缓冲落石造成的冲击力,其缓冲能力在进行防护措施结构设计时应合理考虑。颗粒流程序PFC2D(Two-dimensional Particle Flow Code)可有效模拟落石冲击土体和结构的动态过程,用来分析不考... 常用的拦石墙、棚洞等落石防护措施均需布置土体来缓冲落石造成的冲击力,其缓冲能力在进行防护措施结构设计时应合理考虑。颗粒流程序PFC2D(Two-dimensional Particle Flow Code)可有效模拟落石冲击土体和结构的动态过程,用来分析不考虑土体缓冲效应下的落石冲击力,结果与瑞士算法基本一致,略大于日本算法。进一步地,取不同厚度的素填土、粉质黏土和砂质粉土3种缓冲土层,分析不同坠落高度条件下落石经过土体缓冲后对结构的冲击力,发现土体的缓冲能力与土层厚度、缓冲能力与坠落高度均大致呈指数函数关系;坠落高度对缓冲能力的影响基本不随缓冲土体选材改变而变化;同样厚度条件下粉质黏土缓冲能力最大,素填土次之,砂质粉土最小。研究成果表明实际工程中缓冲土层厚度宜设定为2~3 m。 展开更多
关键词 落石防护措施 土体缓冲能力 落石冲击力 pfc2d 缓冲土层厚度
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基于PFC2D的综放工作面放煤步距研究 被引量:7
8
作者 胡燏 《中国煤炭》 北大核心 2017年第3期70-73,共4页
为了确定成庄煤矿2200综放工作面合理的放煤参数,本文依据散体介质相似理论和现场数据,运用PFC2D(散体颗粒流)数值模拟软件的试验方法,研究不同放煤步距对顶煤移动放出规律、煤岩流动轨迹以及顶煤的回收率和含矸率的影响。通过模拟得出... 为了确定成庄煤矿2200综放工作面合理的放煤参数,本文依据散体介质相似理论和现场数据,运用PFC2D(散体颗粒流)数值模拟软件的试验方法,研究不同放煤步距对顶煤移动放出规律、煤岩流动轨迹以及顶煤的回收率和含矸率的影响。通过模拟得出最优的放煤方式,在此基础上运用PFC软件模拟分析选择最佳的放煤步距。结果表明,2200工作面最优放煤方式为两采一放,最佳的放煤步距为1.6m。 展开更多
关键词 放顶煤开采 pfc2d 放煤参数优化
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基于PFC2D的浅埋深煤层矿压显现规律分析 被引量:2
9
作者 毕忠伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2013年第3期43-46,共4页
针对杨家村矿的地质条件,利用PFC2D数值计算软件,建立了一个长130 m、高100 m,分别为煤、细粒砂岩、粉砂岩、风积沙岩层的模拟模型,对浅埋深厚松散层煤层的矿压显现规律进行了分析。研究发现:回采过程中岩层的结构依次为拱结构—悬臂梁... 针对杨家村矿的地质条件,利用PFC2D数值计算软件,建立了一个长130 m、高100 m,分别为煤、细粒砂岩、粉砂岩、风积沙岩层的模拟模型,对浅埋深厚松散层煤层的矿压显现规律进行了分析。研究发现:回采过程中岩层的结构依次为拱结构—悬臂梁结构;矿压显现规律为拱内岩石自重—拱内岩石自重+风积沙自重(初次来压)—悬臂梁破断角下方的岩石自重(平时的矿压)—整个破坏范围内岩石的自重+破断范围内风积沙自重(周期来压)。 展开更多
关键词 浅埋深 压力拱 风积沙 pfc2d 矿山压力
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砂堆底部压力特性室内实验和PFC2D数值模拟分析 被引量:5
10
作者 姚玉相 李盛 +4 位作者 何川 王起才 马莉 古铮 赵亮亮 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期1281-1289,共9页
采用室内砂雨试验和颗粒流软件PFC2D,研究了颗粒粒径和摩擦系数对砂粒堆积结构压力特性的影响。室内试验是通过自制砂雨装置,选取不同级配的干砂、湿砂、湿砂+黄土,研究颗粒粒径和颗粒间摩擦系数对砂堆底部压力的影响;数值模拟利用PFC... 采用室内砂雨试验和颗粒流软件PFC2D,研究了颗粒粒径和摩擦系数对砂粒堆积结构压力特性的影响。室内试验是通过自制砂雨装置,选取不同级配的干砂、湿砂、湿砂+黄土,研究颗粒粒径和颗粒间摩擦系数对砂堆底部压力的影响;数值模拟利用PFC软件内置命令(ball generate)生成3种不同粒径的颗粒,通过ball property命令给颗粒间赋予6种不同的摩擦系数,从力链角度分析其对砂堆结构内部的影响。结果表明:颗粒粒径和颗粒间摩擦系数对砂堆结构底部压力具有显著的影响;相同摩擦系数条件下,颗粒粒径越大,堆积结构内部力链分布越稀疏,其底部压力越小;相同粒径条件下,砂堆底部压力随摩擦系数的增大呈先减小后趋于稳定的趋势,即摩擦系数对砂堆底部压力的影响存在上限值。 展开更多
关键词 砂雨法 摩擦系数 粒径 压力特性 pfc2d
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基于D-InSAR和PFC2D技术的白格滑坡稳定性分析 被引量:10
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作者 靳立周 王盈 +2 位作者 常文斌 田颖颖 袁仁茂 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期153-171,共19页
2018年10月11日和11月3日,位于金沙江上游右岸的西藏江达县波罗乡白格村先后发生了2次特大规模的滑坡堵江事件,经人工干预后险情得以解除。运用差分干涉合成孔径雷达(D-InSAR)技术对白格滑坡后缘的潜在危岩体进行了7.5d连续不间断的监测... 2018年10月11日和11月3日,位于金沙江上游右岸的西藏江达县波罗乡白格村先后发生了2次特大规模的滑坡堵江事件,经人工干预后险情得以解除。运用差分干涉合成孔径雷达(D-InSAR)技术对白格滑坡后缘的潜在危岩体进行了7.5d连续不间断的监测,结果表明:滑坡体上侧区域目前仍然不稳定,具有再次发生滑坡堵江的危险。基于此,文中利用颗粒流软件PFC2D模拟了滑坡后缘潜在危岩体在自身重力、强降雨、地震条件下的稳定性状况。模拟结果表明:后缘潜在危岩体在静力作用下不会产生明显的失稳滑动,在强降雨和强地震动条件下会发生失稳破坏,可能会再次堵塞金沙江并形成堰塞湖。根据文中的模拟结果可对滑坡稳定性做出科学评价,同时为以后类似滑坡的防灾减灾提供参考。 展开更多
关键词 白格滑坡 潜在危岩体 D-INSAR pfc2d 稳定性分析
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粗粒土与结构接触面往返剪切试验的PFC2D数值模拟 被引量:8
12
作者 赵亦凡 刘文白 《上海海事大学学报》 北大核心 2015年第1期81-85,共5页
为研究土颗粒的细观,利用PFC2D对粗粒土与结构接触面往返剪切试验进行数值模拟,研究接触面的剪胀特性与颗粒平移、旋转、破碎的关系及体应变可逆性和不可逆性规律.当不考虑颗粒破碎时,土体具有可逆性剪胀体应变;当考虑颗粒破碎时,土体... 为研究土颗粒的细观,利用PFC2D对粗粒土与结构接触面往返剪切试验进行数值模拟,研究接触面的剪胀特性与颗粒平移、旋转、破碎的关系及体应变可逆性和不可逆性规律.当不考虑颗粒破碎时,土体具有可逆性剪胀体应变;当考虑颗粒破碎时,土体具有不可逆性剪胀体应变.验证接触面体应变是由一个可逆性体应变分量与一个不可逆性体应变分量构成的.PFC2D位移场试验及类长形颗粒定向试验表明可逆性体应变主要由颗粒平移和颗粒自身旋转产生.对考虑颗粒破碎现象的黏结模型分析表明,不可逆性体应变主要由压密和破碎两种物态演化现象产生,颗粒破碎起主要作用. 展开更多
关键词 接触面 往返剪切 可逆性剪胀 不可逆性剪胀 pfc2d
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基于扩展PFC2D-GBM模型的单齿切削花岗岩破碎机制 被引量:2
13
作者 黄继庆 胡海 +2 位作者 樊思成 刘伟吉 祝效华 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期81-89,共9页
常规钻井工具在钻进深部油气资源地层岩石的过程中,通常会遇到钻速低、成本高等问题。为提高钻头在深部硬地层的钻进效率、优化破岩参数,利用扩展PFC2D-GBM模型建立基于真实晶粒结构的花岗岩模型,对PDC单齿切削作用下的破岩机制进行深... 常规钻井工具在钻进深部油气资源地层岩石的过程中,通常会遇到钻速低、成本高等问题。为提高钻头在深部硬地层的钻进效率、优化破岩参数,利用扩展PFC2D-GBM模型建立基于真实晶粒结构的花岗岩模型,对PDC单齿切削作用下的破岩机制进行深入分析,分别从宏细观尺度讨论围压、前倾角以及切削速度对破岩效果的影响。结果表明:在切削过程中,岩石中总会萌生晶内拉伸裂纹、晶内剪切裂纹、晶间拉伸裂纹以及晶间剪切裂纹4种微裂纹;无论在何种工况下,晶间拉伸裂纹的数量总是最多且分布范围最广;在无围压时,矿物晶粒在PDC齿作用下沿晶粒边界脱离岩石形成岩屑,产生的裂纹基本是晶间拉伸裂纹,只存在极少的晶内裂纹;随着围压的增大,晶内剪切裂纹的萌生会得到一定的促进作用,并且围压越大,这种促进作用更强。 展开更多
关键词 硬岩 花岗岩 pfc2d 细观破碎 数值模拟
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基于PFC2D的黄土轴向压裂试验细观参数敏感性分析 被引量:2
14
作者 贾乐琪 严松宏 +2 位作者 孙纬宇 欧尔峰 张建 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期194-201,共8页
黄土的低抗拉能力是黄土地区工程建设中病害频发的重要原因。采用离散元程序PFC2D对黄土轴向压裂试验进行数值模拟,通过控制变量法改变单个细观参数取值,分析其对黄土抗拉特性的影响,并结合正交试验,对各细观参数进行了敏感性分析。结... 黄土的低抗拉能力是黄土地区工程建设中病害频发的重要原因。采用离散元程序PFC2D对黄土轴向压裂试验进行数值模拟,通过控制变量法改变单个细观参数取值,分析其对黄土抗拉特性的影响,并结合正交试验,对各细观参数进行了敏感性分析。结果表明:黄土的抗拉强度与黏结刚度比k_(n)/k_(s)呈对数递减关系,与黏结强度σ_(c)、半径乘子λ呈线性递增关系;黄土的抗拉刚度与黏结刚度比呈对数递减关系,与半径乘子呈线性递增关系;半径乘子对抗拉强度的影响最强,黏结刚度比对抗拉刚度的影响最强,粒径比r^(*)对抗拉强度、抗拉刚度的影响均最弱。研究可为黄土轴向压裂试验数值模拟中细观参数的标定提供参考。 展开更多
关键词 黄土轴向压裂 数值模拟 抗拉强度 细观参数 敏感性分析 pfc2d
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基于PFC2D-DFN的自然崩落法数值模拟研究 被引量:2
15
作者 方传峰 王晋淼 +1 位作者 李剡兵 贾明涛 《黄金科学技术》 CSCD 2019年第2期189-198,共10页
采用二维颗粒流软件PFC2D构建矿山模型,引入符合矿山实际节理产状的DFN网络,基于室内岩石试验及矿山实际崩落情况,标定模拟所用细观参数。以某工程应用为实例,模拟分析崩落破坏机理与崩落区演化趋势。结果表明:裂纹发起于推进面与顶板... 采用二维颗粒流软件PFC2D构建矿山模型,引入符合矿山实际节理产状的DFN网络,基于室内岩石试验及矿山实际崩落情况,标定模拟所用细观参数。以某工程应用为实例,模拟分析崩落破坏机理与崩落区演化趋势。结果表明:裂纹发起于推进面与顶板交界处,在拱形区域内密集扩展、贯通,矿岩破裂以节理拉伸破坏为主,矿堆以岩石剪切破坏为主;崩落区前期呈拱形演化,崩透地表后引起邻近高陡边坡滑动;部分拉底仅造成新开挖顶板上方局部崩落。该研究结果可对矿山崩落采矿起到指导作用。 展开更多
关键词 自然崩落法 数值模拟 pfc2d软件 DFN 拉底 岩石破裂 力学分析 崩落演化
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基于PFC2D的岩土体孔隙统计算法分析 被引量:1
16
作者 袁俊平 史宇宙 +1 位作者 丁国权 王强林 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第11期61-65,71,共6页
为了研究岩土材料微观孔隙结构特性,从机理上认识和掌握其宏观工程性质及其变化规律,基于PFC2D模拟岩土材料孔隙结构,对像素颗粒填充法的计算误差、像素颗粒尺寸选择及孔隙统计算法等进行了研究。研究结果表明:综合考虑误差控制与计算效... 为了研究岩土材料微观孔隙结构特性,从机理上认识和掌握其宏观工程性质及其变化规律,基于PFC2D模拟岩土材料孔隙结构,对像素颗粒填充法的计算误差、像素颗粒尺寸选择及孔隙统计算法等进行了研究。研究结果表明:综合考虑误差控制与计算效率,建议最小土石颗粒半径的1/20为适合的像素颗粒半径;对比孔隙体积统计的3种算法发现,舍入法是相对最优算法。在此基础上实现了等效孔径分布的统计,为三维孔隙结构模型的研究提供了理论依据,为进一步对岩土材料孔隙结构特性及其与宏观力学行为和工程性质间关系的研究提供了基础。 展开更多
关键词 孔隙结构 像素颗粒填充法 二维颗粒流软件 等效孔径分布曲线 舍入法
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多级大直径钻孔裂隙演化及浆液扩散规律数值研究 被引量:2
17
作者 刘军 吴光伟 刘志宽 《中国矿业》 北大核心 2025年第1期174-182,共9页
合理的注浆封孔工艺参数是提高瓦斯抽采效率的有效措施,针对多级成孔方式下大直径钻孔的注浆封孔效果不佳问题,对多重损伤影响下大直径钻孔裂隙演化规律和浆液扩散规律进行了研究,得到了多级扩孔方式下大直径钻孔的裂隙演化规律,以及基... 合理的注浆封孔工艺参数是提高瓦斯抽采效率的有效措施,针对多级成孔方式下大直径钻孔的注浆封孔效果不佳问题,对多重损伤影响下大直径钻孔裂隙演化规律和浆液扩散规律进行了研究,得到了多级扩孔方式下大直径钻孔的裂隙演化规律,以及基于大直径钻孔开挖后裂隙分布的注浆扩散规律。以山西省寺家庄煤矿工作面为研究对象,构建了PFC2D钻孔开挖模型和COMSOL浆液扩散模型,并通过理论公式进行了模型验证。研究结果表明:①当终孔直径为400 mm时,多级成孔方式与一次成孔方式相比,形成的钻孔裂隙区半径从0.50 m提高至0.75 m,增幅为50%;钻孔周围煤体产生的剪裂隙数量明显高于拉裂隙,证明剪应力是形成裂隙的主要原因。②当注浆压力由2.00 MPa增加至3.00 MPa时,扩散距离由0.644 m增加至0.657 m,最大浆液扩散速度由0.10 m/s增加至0.18 m/s;当稠度系数k从13 Pa·s增加至21 Pa·s时,最大浆液扩散速度由0.14 m/s降低至0.08 m/s,扩散距离由0.662 m降低至0.644 m。③该工作面在应用高压保压注浆封孔技术时,结合数值模拟和经验公式验证的结果,确认当最佳注浆压力为3.00 MPa、注浆浆液最佳水灰比为1∶1.2时,能达到最佳的浆液扩散效果,浆液径向扩散半径范围为0.597~0.615 m。研究结果可为多级扩孔方式下大直径钻孔的高效注浆封孔的工艺参数确定提供理论依据。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 大直径钻孔 pfc2d COMSOL 裂隙演化 浆液扩散
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颗粒煤的破碎比功及其在压缩破碎过程中的能量转移特征研究
18
作者 袁亮 涂庆毅 +2 位作者 赵祖恒 薛生 黄嘉盛 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第5期785-796,共12页
破碎比功是表征突出过程中煤体破碎能量需求的重要参数。为了研究颗粒煤在压缩试验条件下的能量转移特征和破碎比功,以5个典型矿区的煤样为研究对象,开展单颗粒煤压缩试验及PFC2D颗粒流模拟,探究破碎过程中的能量分布和耗散、裂纹扩展... 破碎比功是表征突出过程中煤体破碎能量需求的重要参数。为了研究颗粒煤在压缩试验条件下的能量转移特征和破碎比功,以5个典型矿区的煤样为研究对象,开展单颗粒煤压缩试验及PFC2D颗粒流模拟,探究破碎过程中的能量分布和耗散、裂纹扩展倾角分布及破碎比功与坚固性系数之间的关系。结果表明:颗粒煤的破碎比功与坚固性系数存在一定的线性关系;颗粒煤的破碎比功随粒径的增加而减小。相同加载阶段,微观裂纹数随着颗粒煤粒径的增加而减少,粒径为5和7 mm的颗粒煤在能量大于1.58×10^(-6)和1.37×10^(-6)J时会产生微观裂纹。颗粒破碎过程中裂纹倾角的分布集中在75°~115°。破坏阶段,颗粒煤宏观裂纹倾角随颗粒直径的增大而减小。研究成果为利用煤的破碎比功预测煤与瓦斯突出危险性提供理论和试验数据支撑。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 破碎比功 颗粒煤 坚固性系数 pfc2d数值模拟
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袋装石墨尾矿承载性能及沿空留巷数值模拟研究 被引量:1
19
作者 徐展 杜常博 +2 位作者 高健 易富 石凯龙 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期343-356,共14页
为分析袋装石墨尾矿的承载特性及破坏机理,验证袋装石墨尾矿柔性墙应用于沿空留巷的可行性。在土工袋半圆边界承载模型的理论基础上,考虑土工袋体积的变化,修正半圆边界模型公式推算;利用PFC^(2D)颗粒流程序,根据直剪试验、拉拔试验确... 为分析袋装石墨尾矿的承载特性及破坏机理,验证袋装石墨尾矿柔性墙应用于沿空留巷的可行性。在土工袋半圆边界承载模型的理论基础上,考虑土工袋体积的变化,修正半圆边界模型公式推算;利用PFC^(2D)颗粒流程序,根据直剪试验、拉拔试验确定石墨尾矿与土工布接触的细观参数,并开展袋装石墨尾矿的单轴压缩数值试验,获得不同因素下袋装石墨尾矿的应力−应变曲线,将理论计算与数值试验结果对比,验证数值参数选取的合理性,并从颗粒接触和颗粒运动趋势进一步研究土工袋堆叠体的承载机理和破坏形式;根据某煤矿沿空留巷工作面概况,通过PFC^(2D)颗粒流程序建立纵横交错、横向无缝、横纵交错、纵向无缝排列方式下袋装石墨尾矿柔性墙体,以刚性墙体的运动模拟沿空留巷中顶板的下沉,对4种不同堆叠方式的柔性墙体的承载进行分析,验证袋装石墨尾矿柔性墙体用于沿空留巷巷旁支护应用的可行性。结果表明:在承载过程中,约束形成的张力是影响土工袋承载性能的主要因素,土工袋的初步破坏发生在袋与袋的界面接触处,初步破坏后土工袋堆叠整体并未发生失稳现象,受土工袋侧面约束影响,土工袋整体可继续承载至其侧面断裂;初步破坏处的袋子主要受剪切破坏,完全破坏时土工袋内中心位置的颗粒会产生压缩固结现象;修正后的土工袋半圆边界承载模型计算结果与数值计算结果接近;4种不同排列方式中横纵交错排列方式的柔性墙承载能力最大、沉降最小,满足沿空留巷的顶板下沉位移范围以及在土工袋发生初步破坏前均满足充填体的阻力要求。提出的建模方法和结果可为土工袋柔性墙技术应用于沿空留巷的巷旁支护提供一定的参考。 展开更多
关键词 土工袋 pfc2d 石墨尾矿 数值模拟 承载能力 沿空留巷
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组合电压水中放电致裂煤岩体损伤及裂纹扩展演化规律
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作者 鲍先凯 乔建龙 +3 位作者 崔广芹 王凌宇 田保龙 王李智 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期248-263,共16页
为探究组合电压水中放电对煤岩体的损伤作用及裂纹扩展演化规律,在煤岩体钻孔水中(静水压为3 MPa)进行组合电压放电试验,并利用声发射技术(AE)和PFC2D数值模拟分析组合电压放电作用下煤岩体损伤和裂纹发育特征及不同因素对致裂效果的影... 为探究组合电压水中放电对煤岩体的损伤作用及裂纹扩展演化规律,在煤岩体钻孔水中(静水压为3 MPa)进行组合电压放电试验,并利用声发射技术(AE)和PFC2D数值模拟分析组合电压放电作用下煤岩体损伤和裂纹发育特征及不同因素对致裂效果的影响。研究结果表明:单一电压作用下,AE最大振铃计数、累计振铃计数随着放电次数的增加整体上呈现减小的趋势;组合电压作用下,AE最大振铃计数及累计振铃计数在改变电压时急剧增加,AE最大振铃计数增幅179.6%,累计振铃计数增幅124.3%,振铃计数总量增长趋势比单一电压放电更快。单一放电电压作用下,达到一定放电次数后再次放电基本不再产生新生事件;组合电压可以使AE事件数量在改变电压后急剧增加,新生的事件源幅值更高,分布范围更广,事件的增加趋势明显高于单一放电。组合电压放电在改变电压时,产生大量新生裂纹,且放电产生的能量被优先用于新生裂纹的扩展,最终放电12次后裂纹相比单一电压放电,产生的主裂纹数量更多,且各主裂纹长度相差较小,更均匀,致裂效果更好。在组合电压放电中,不同电压跃迁次数及电压梯度下的裂纹均是在改变电压时增长增长较多,最终放电12次后各组的裂纹数量相差较小;随着电压跃迁次数及电压梯度的增加,外界输入能量越小,但裂纹增长趋势越快,主裂纹数量越多,长度分布越均匀。 展开更多
关键词 组合电压 水中放电 裂纹扩展演化 pfc2d 致裂效果
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