[发明专利]一种基于数值模拟的损伤变量确定方法

权利要求书

1.一种研究岩层损伤变量的确定方法，其特征在于，该方法包括：

步骤A，利用FLAC3D软件，建立符合实际的数值模型；

步骤B，根据力学实验结果，为模型赋予岩石物理力学参数；

步骤C，根据应力测试结果，设定模型初始应力与边界条件；

步骤D，依据实际情况，对数值模型进行开挖模拟；

步骤E，导出各岩层应力、应变值，利用公式计算相应的损伤变量；

步骤F，根据加权平均法，计算总岩体损伤变量；

步骤G，根据公式计算底板破坏深度。

2.如权利要求1所述的岩层损伤变量的确定方法，其特征在于，步骤E中，导出各岩层应力、应变值，利用公式计算相应的损伤变量。损伤变量的确定是计算煤层底板破坏深度的关键因素，结合岩石力学参数得出煤层底板各岩层损伤变量

$D=1-\frac{{\mathrm{\σ}}_c-2{\mathrm{\υ\σ}}_3}{{\mathrm{E\ϵ}}_c}---\left(1\right)$

式中：σ_c——最大主应力；

σ₃——最小主应力；

υ——泊松比；

E——弹性模量；

ε_c——峰值下的应变。

根据底板岩层物理力学参数，利用式(1)分别计算底板各岩层的损伤变量。

3.如权利要求1所述的岩层损伤变量的确定方法，其特征在于，步骤F中，根据加权平均法，计算总岩体损伤变量。根据各岩层损伤变量计算结果及岩层厚度，利用加权平均法计算煤层底板损伤变量

$D=\frac{h_1{D}_1+h_2{D}_2+...+h_n{D}_n}{h_1+h_2+...h_n}---\left(2\right)$

式中：h_n——各岩层厚度，m；

D_n——各岩层对应的损伤变量。

根据步骤E中计算的底板各岩层的损伤变量，利用式(2)计算得出总岩体损伤变量。