[发明专利]一种模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法

权利要求书

1.一种模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，其特征是：包括如下步骤：

a.首先对需测试的工程岩体进行取样，将取样得到的岩体制成完整和断续裂隙长方体试样；

b.将制成的完整和断续裂隙长方体试样置于伺服试验机的三轴密闭压力缸内，先使试验机压头与岩样上、下端部紧密接触；

c.按位移加载速率对完整和断续裂隙长方体试样施加轴向压力，使试样加载至破裂，得到完整和断续裂隙长方体试样压缩过程应力-应变全过程曲线和破裂岩石试样；

d.采用二维颗粒流程序（PFC2D）建立完整试样数值模型，完整数值模型尺寸与完整岩样相同；通过不断调整二维颗粒流程序模拟位移加载速率及二维颗粒流程序中描述颗粒和黏结几何和力学的细观参数，细观参数包括：颗粒密度、颗粒最小半径、颗粒最大半径与最小半径比值、颗粒接触模量、颗粒法向刚度与切向刚度比值、颗粒摩擦系数、黏结半径乘子、黏结模量、黏结法向刚度与切向刚度比值、黏结法向强度平均值与标准差、黏结切向强度平均值与标准差，从而获得一组能够反映完整岩样试验结果的细观参数；

e.在上述细观参数的基础上，建立断续裂隙数值模型，使断续裂隙数值模型尺寸与断续裂隙岩样相同；再进行压缩过程模拟，模拟结果与断续裂隙岩样试验结果对比，进一步验证细观参数的准确性。

2.根据权利要求1所述的模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，其特征在于：所述的完整和断续裂隙长方体试样的高度与宽度之比为2：1。

3.根据权利要求1所述的模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，其特征在于：所述的位移加载速率为0.001～0.002mm/s。

4.根据权利要求1所述的模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，其特征在于：所述的二维颗粒流程序模拟位移加载速率为0.05～0.2m/s。

5.根据权利要求1所述的模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，其特征在于：细观参数调整过程为：首先赋予完整数值模型一组细观参数，进行模拟计算；将模拟计算得到的宏观参数与室内试验结果进行对比；通过不断调整细观参数，当达到参数调试标准时，即可认为该细观参数合理。

6.根据权利要求5所述的模拟断续裂隙岩石力学特性的细观参数确定方法，其特征在于：细观参数调试标准体现在如下方面：

a.数值模拟获得的应力-应变曲线与室内试验曲线定性相似；

b.数值模拟获得的峰值强度和弹性模量等基本力学参数与室内试验结果相同；

c.数值模拟获得的裂纹扩展顺序与室内试验结果相同；

d.数值模拟获得的最终破坏模式与室内试验结果相同。