基于颗粒流模拟的硬岩CWFS模型等效塑性参数优化研究

作     者：冀东 苗胜军 任奋华 杨志军 彭超 JI Dong;MIAO Sheng-jun;REN Fen-hua;YANG Zhi-jun;PENG Chao

作者机构：北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 中铁资源集团有限公司北京100039 

出 版 物：《矿冶工程》 (Mining and Metallurgical Engineering)

年 卷 期：2013年第33卷第4期

页      面：16-21页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家高科技研究发展计划(863计划)重点项目课题(2008AA062104) 国家自然科学基金项目(51034001) 

主　　题：颗粒流 粘结力弱化-摩擦强度强化(CWFS)模型 等效塑性参数 声发射 硬岩破裂机制 

摘      要：针对目前粘结强度弱化-摩擦强度强化(CWFS)本构模型中两个关键参数εpc和εpf的确定问题,以杏山铁矿-45 m水平采场区域为例,基于颗粒流理论,建立了片麻岩颗粒非均质几何模型,对片麻岩的三轴压缩试验进行模拟;结合AE声发射与PFC内置Crack数量记录程序的监测结果,对PFC模拟和室内试验的应力-应变曲线规律进行了深入分析,揭示了片麻岩破裂过程中的细观力学特性与强度参数的劣化规律。最后,借助FLAC2D有限差分软件,对εpc和εpf的取值进行了优化和验证,确定优化后的εpc和εpf取值分别为0.015和0.037。经参数优化后的CWFS模型模拟的岩石单轴压缩应力-应变曲线与室内刚性试验曲线比较吻合。研究成果对CWFS模型今后工程应用的推广有一定的参考价值。