基于颗粒离散元法的锚固节理剪切行为宏细观的研究.pdfVIP

　 第39卷第12期 煤　 　 炭　 　 学　 　 报 Vol.39　 No.12　 　 2014年 12月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Dec.　 2014　 - 王　 刚,袁　 康,蒋宇静,等.基于颗粒离散元法的锚固节理剪切行为宏细观研究[J].煤炭学报,2014,39(12):2381 2389.doi: 10.13225/ ki.jccs.2013.1847 Wang Gang,Yuan Kang,Jiang Yujing,et al.Macro-micro mechanical study on boltedjoint subjected to shear loading based on DEM[J]. - Journal of China Coal Society,2014,39(12):2381 2389.doi:10.13225/ ki.jccs.2013.1847 基于颗粒离散元法的锚固节理剪切行为宏细观研究 1,2,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 王　 刚 ,袁　 康 ,蒋宇静 ,石永奎 ,陈连军 ,韩作振 (1.山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛　 266590;2.山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实 验室,山东 青岛　 266590;3.山东省矿山灾害预防控制重点实验室,山东 青岛　 266590) 摘　 要:为了研究锚固节理岩体的破坏特点及锚固机理,基于颗粒离散元法利用修正的锚杆双线性 本构模型对有锚和无锚节理面在不同边界条件下进行了宏观研究,并对锚固节理试件内部颗粒之 间接触力和颗粒旋转弧度等的演化过程进行了细观研究。 研究结果表明:① 压剪作用下锚固节理 块体中处于拉伸状态的锚杆对节理面施加了一个附加的法向应力,从而提高了节理面的黏聚力;随 着法向应力的增加,锚杆对节理面峰值剪切强度的贡献越来越小,在宏观上揭示了加锚节理岩体的 锚固机理。 ② 压剪荷载和边界位移约束共同作用下,锚固节理试件内部颗粒间接触力和颗粒自身 位置不断演化并重新分布,在锚杆周围以及节理面凸起处产生较高的接触压力并在锚杆与节理面 交叉处发生较大的颗粒旋转弧度,进而导致压致拉裂纹的产生以及颗粒旋转导致的剪切裂纹的萌 生,从细观层面揭示了锚固节理岩体的破坏特点。 关键词:锚固节理;颗粒离散元法;剪切试验;接触力;颗粒旋转弧度;细观裂纹 - - - 中图分类号:TD353　 　 　 文献标志码:A　 　 　 文章编号:0253 9993(2014)12 2381 09 Macro-micro mechanical study on boltedjoint subjected to shear loading based on DEM 1,2,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 WANG Gang ,YUAN Kang ,JIANG Yu-jing ,SHI Yong-kui ,CHEN Lian-jun ,HAN Zuo-zhen (1.StateKey Laboratory of Mining Disast