基于統(tǒng)計試驗設(shè)計下花崗巖兩種本構(gòu)模型研究
關(guān)鍵詞：本構(gòu)模型 宏細觀力學(xué)參數(shù) 統(tǒng)計學(xué)分析 破壞模式 裂紋傾角
摘要：針對顆粒離散元在研究巖石材料過程中細觀本構(gòu)模型表現(xiàn)出的差異性問題,以新疆奇熱哈塔爾過水隧洞片麻狀花崗巖的力學(xué)參數(shù)為基礎(chǔ),建立二維離散元模型,通過統(tǒng)計學(xué)的試驗方法,對比分析PB模型與FJ模型在宏觀力學(xué)參數(shù)及破壞模式的差異性與穩(wěn)定性,為后續(xù)改進本構(gòu)模型以及選取合適的本構(gòu)模型進行巖石數(shù)值模擬提供研究依據(jù)。研究表明,兩種本構(gòu)模型均能做到較為準確描述花崗巖的宏觀力學(xué)參數(shù),從計算穩(wěn)定性角度來講,PB模型計算結(jié)果更具有確定性,但表征不出準確壓拉比;從統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果以及破壞模式來看,利用PB模型研究均質(zhì)性較強且抗拉強度較高的硬巖材料的力學(xué)行為時具有一定優(yōu)勢;而對于均質(zhì)性較弱且壓拉比較高的硬巖材料,FJ模型由于其破壞模式的不確定性更能表現(xiàn)出巖石材料的非均質(zhì)性。結(jié)果說明,PB與FJ兩種本構(gòu)模型各有優(yōu)劣,今后在進行花崗巖等硬性巖石數(shù)值試驗時,可根據(jù)巖石特性以及研究內(nèi)容,選擇合適的本構(gòu)模型。
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